ANSYS Fluent网格划分高级技巧

ANSYS Fluent网格评判标准重点

在ANSYS Fluent及网格前处理工具中,有着众多的网格评判标准,以下是需要用户重点关注的几个。

在ANSYS Fluent求解器中,有Check和Report Quality两个功能。


图13 ANSYS Fluent中的General面板

Check功能会对网格进行检查,以米制为单位列出模型在XYZ各方向的尺寸范围,并报告出网格中可能存在的问题。注意重点关注最小体积(minimum volume)的数值,确保其为正值,因为Fluent无法对负体积的网格进行计算。如果模型中出现负体积,可以通过TUI命令/mesh/check-verbosity激活更多的信息显示,并定位到负体积(不满足右手法则)网格的具体坐标值,返回到前处理中针对此处的表面网格或体网格进行处理。


图14 ANSYS Fluent中的Check功能

Report Quality功能会报告网格质量的最低值以及纵横比的最大值,并列出其所在的具体坐标值,方便用户返回到前处理中定位出现问题的地方。


图15 ANSYS Fluent中的Report Quality功能

低质量的网格有可能会导致计算收敛变慢,甚至导致计算发散或者结果出现非物理解的现象,因此在前处理网格划分时需要特别关注网格质量。


图16 低质量网格导致的非物理解

以正交质量(Orthogonal Quality)为检查标准,通常在前处理中至少要保证网格的正交质量大于0.15,当然越高越好。


图17 网格正交质量的要求

网格的纵横比通常应当小于10~100,在没有强烈横向梯度的区域(例如边界层内部)允许存在更大的网格纵横比。

此外,通常还需要检查网格的平滑性(Smoothness),这是相邻两个网格的体积比值,在ANSYS Fluent中使用Setting Up Domain — Adapt菜单下的Volume Adaption功能来检查Volume Change的最大值。如果最大值小于2.5,通常认为网格的平滑性较好。如果最大值处于5到20,通常认为网格的平滑性较差。


图18 使用Volume Adaption功能检查网格的平滑性

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