Fluent流体模拟培训教程-动网格详解教学课件

计算流体力学软件Fluent培训动态网格理论基础2020/10/161本次交流学习的目的对动态网格理论基础有初步了解。能够使用商用流体力学计算软件Fluent进行简单地计算—采取铺层更新方法。为后续采用Fluent解决工业中实际边界运动或变形的问题打下基础。2020/10/162动态网格模型边界刚性运动边界变形守恒型动网格流场计算方程2020/10/163Fluent中动态网格模型的兼容性除欧拉多相流模型外，可以与其他物理模型兼容使用2020/10/164Fluent中动态网格模型的兼容性动网格模型可以和Fluent四大类数值解算器（基于压力的SIMPLE、基于压力的耦合算法、基于密度的显式、基于密度的隐式）耦合使用2020/10/165Fluent中动态网格模型的兼容性初始网格可以使用任意的前处理器来生成Fluent动网格模型完全支持并行计算，既可以单机多核并行，也可多机多核并行动态网格技术与网格自适应技术相兼容2020/10/166Fluent中动态网格模型算法概要体网格的再生边界运动或变形的指定动网格使用面临两大问题体网格再生方法铺层（Layering）弹性光顺（SpringSmoothing）局部重构（LocalRemeshing）2020/10/167铺层（Layering）2020/10/168铺层（Layering）（1）随着网格的增加与删除，网格之间的连接关系在发生改变（2）适用于四边形、六面体或三棱柱网格，不适用于三角形、四面体网格（3）比较适用于边界线性运动的情况，也可用在边界做纯粹旋转运动的特殊情况下三个特点2020/10/169弹性光顺（SpringSmoothing）2020/10/1610弹性光顺（SpringSmoothing）（1）节点之间类似弹簧的连接，或者被压缩或者被拉伸（2）节点之间的连接属性不变，没有节点的生成和消除，节点的数量和连接关系保持不变（3）单独使用时，仅限于边界变形或运动幅度较小的情况，幅度过大会导致网格高度扭曲甚至奇异（4）适用于三角形、四面体网格，也可用于六面体、三棱柱或四边形的网格四个特点2020/10/1611局部重构（LocalRemeshing）2020/10/1612局部重构（LocalRemeshing）五个特点（1）当网格的扭曲率和尺寸超过用户指定的标准时，局部网格节点和体网格就会增加或消除（2）局部网格节点和体网格增加或消除时，网格的连接属性发生改变（3）适合于大变形或大位移情况（4）仅适用于三角形和四面体网格（5）局部重构通常和弹性光顺法联合使用2020/10/1613边界运动或变形的指定（1）对于类活塞运动，Fluent集成了气缸（In-cylinder）模型（2）对于预先指定的运动，可通过profile文件来描述边界/物体的运动（3）物体移动和流体作用力耦合计算问题，可使用六自由度计算模型（4）对于用户自定义的运动，可通过用户自定义函数DEFINE_CG_MOTION来定义2020/10/1614Fluent中动网格模型的限制（1）动网格模型不允许拓扑结构的改变（2）一般情况下，多面体网格单元与动网格模型不兼容（3）动态网格自适应不能和表面网格重构兼容使用2020/10/1615问题？2020/10/1616铺层基本特点：（1）铺层过程中包含了网格的生成和销毁（2）适用网格种类：四边形、六面体、三棱柱（网格的分布要服从一定的规则）（3）铺层方法一般用于边界做线性运动的情况或纯粹的转动2020/10/1617铺层铺层法动网格设置：（1）设置动网格控制参数（2）设置运动区域2020/10/1618铺层铺层法动网格控制参数：（1）体网格再生方法的选择（2）体网格再生方法的相关参数2020/10/1619铺层铺层法运动区域：（1）静止（2）刚体运动（3）变形（4）用户自定义2020/10/1620铺层活塞运动：2020/10/1621铺层算例：活塞的运动2020/10/1622弹性光顺基本特点：（1）节点之间的连接属性不变（2）单独使用，仅限于变形非常小的情况（3）适用于三角形和四面体网格2020/10/1623弹性光顺动网格控制参数：2020/10/1624弹性光顺运动区域：2020/10/1625弹性光顺变形区域：2020/10/1626弹性光顺变形区域：2020/10/1627弹性光顺弹性常数：（0,1）影响计算速率2020/10/1628弹性光顺边界节点松弛因子：（0,1）影响边界节点的运动2020/10/1629弹性光顺弹性光顺法的限制：小变形和小运动的情况只适用于三角形、四面体网格其他网格，需要特殊命令2020/10/1630局部重构法当局部网格的扭曲率或尺寸超过用户规定的范围时，此处网格将被重构网格之间的连接属性发生改变适用于三角形和四面体网格局部重构法一般和光顺算法结合使用适合于大变形或大位移的情况2020/10/1631局部重构法1、标记网格2、标记的网格被删除形成空穴3、求解器使用重构方法生成最好的网格填充此区域4、重构后物理量结果进行插值2020/10/1632局部重构法几点注意：1、最大网格扭曲率仅仅被用来标记2、局部重构的算法和Tgid的网格生成办