CFX动网格Motion Mesh技术初探

本文想为CFX动网格计算提供一些参考。

由于本文将采用之前的计算模型进行，所以首先对这一篇的文章进行纠错，基于CFX 动网格（Motion Mesh）实现翼型震荡——前处理篇（CFX-Pre），主要是边界条件，内域与外域两个计算域两个侧面的边界条件不一致，这里将统一设置为周期性边界（Translational Periodicity）。模型其它基本设置不做介绍。

CFX 动网格Motion Mesh的一些尝试的图1

图1 计算模型

本文主要是为了对比一下动网格不同设置下网格质量的变化，这里选取网格的最小正交角度Orthogonality Angle Minimum进行对比，该参数要求保证大于10°，网格正交性参数见图2，其它参数详见在帮助文档中16.3.2. Measures of Mesh Quality。

CFX 动网格Motion Mesh的一些尝试的图2

图2 网格正交性参数

下面将对不同设置进行计算并分析

方案1 最小正交角度网格运动

1. 内域设置Mesh Deformation

2.外域不设置Mesh Deformation

3. 其它为默认设置默认参数

分析：最小正交角度小于了10°，发现的一点是由于外域未设置Mesh Deformation时，内域与外域交界面默认设置为固定（Stationary），导致网格运动时出现较差的结果。

CFX 动网格Motion Mesh的一些尝试的图3

方案2 最小正交角度网格运动

1. 内域设置Mesh Deformation

2.外域设置Mesh Deformation

3. 其它为默认设置默认参数

分析：最小正交角度始终满足要求，外域最小正交角度波动较小，同时网格正交角最小度没有明显降低这个问题。

CFX中Mesh Deformation，即网格运动是按照网格刚度（Mesh Stiffness）给定的，官方的案例还有一种设置，方案3将对这种设置进行计算。这种设置是将较小单元体积的网格给定更高的网格刚度，从而尽量避免网格负体积的出现，这与默认设置Increase Near Small Volumes+Mean Control Volume是类似的。

CFX 动网格Motion Mesh的一些尝试的图5

方案3 最小正交角度网格运动

1. 内域设置Mesh Deformation

2.外域设置Mesh Deformation

3. 网格刚度（Mesh Stiffness）给定数值（Value）1.0 [m^5 s^-1] / volcvol (The variable volcvol (volume of finite volumes) is a predefined variable related to the local mesh element volume. 变量volcvol是与局部网格单元体积相关的预定义变量。此处用于计算网格刚度值。)

分析：最小正交角度始终满足要求，和方案2相比外域最小正交角度波动有所增大，内域变化基本与方案2接近，但是从网格运动的实际效果看外域与内域相接位置小体积网格单元变化很小。

CFX 动网格Motion Mesh的一些尝试的图7