fluent中不同计算域连接方式的区别

Fluent里对不同的区域间的有以下几种边界类型，interior，interface，mixingplane，及coupledwall。一下是本人一些粗浅的认识。

这几种边界类型作为不同zone之间的界面，其最大的区别应该在于不同区域在这些边界上的数据交换方法的不同，当然根据选用的模型，网格等条件，他们的使用范围也有所不同。

Interior：interior首先是一个单个的边（edge，2d）或者面（face，3d），就是说在同一位置上只有它一个线或面。在划分网格时为了减小网格划分的难度或者用特定的网格形状和划分方法，常常需要对所要划分的计算区域进行分区。这时分区所用的线或者面如果没有定义边界条件，在导入fluent后会被默认为interior。计算时，interior和其他的网格一样处理。

Interface：interface是不同计算区域间数据交换的一个媒介。需要在DEFINE-interface里对属于不同计算区域的一对interface类型的边界进行定义。不同的zone的交界面或者对于大型复杂的几何体进行的分块划分的网格间merge时都需要interface进行衔接。Interface有一对分别属于不同计算区域的edge或者face。网格在这两个edge或者face上即可以是conformal也可是non-conformal（即两个边或面上的网格节点是否重合）。一般为是non-conformal的居多。被定义为interface的一对edge或者face可以完全重合也可以部分重合。Fluent计算重合部分的相互作用，在重合的部分形成interior，不重合的部分生成edge，如下图所示：

Fluent在计算通过interface的通量时，利用二者相互作用产生的interior处的face而不是每个interfacezone的face。此外对于non-conformal interface fluent在计算时有两种算法，triangularface approach和virtual polygon approach。较前的版本只有前一种算法。后一种算法更稳定。

Interface的使用有一些限制：首先相邻的两个interface zone的几何形状应该相同。特别是有sharpcorner或者网格的曲率较大时。相邻两个interface zone的网格尺寸相差不能太大，最大不超过相邻的cellsize。

一个cell zone不能与大于一个以上的nonconformal区域形成interface，为达到生成interface的目的，可以将该cellzone划分成几个区域分别生成interface。

If you create a single grid with multiple cell zones separated by anon-conformal boundary, you must be sure that each cell zone has adistinct face zone on the non-conformalboundary. 

The face zones for two adjacent cell zones will have the sameposition and shape, but one will correspond to one cell zone andone to the other. It is also possible to create a separate gridfile for each of the cell zones, and then merge them as describedin Section 

All periodic zones must be correctly oriented (either rotational ortranslational) before you create the non-conformalinterface. 

Periodic non-conformal interfaces must overlap exactly. That isthey need to have the same rotational or translational extent andalso have the same axial extent. This is not true for interfaces ingeneral, where a wall zone is created for non-overlappingregions. 

For 3D cases, if the interface is periodic, only one pair ofperiodic boundaries can neighbor theinterface. Periodic interfaces require conformalperiodics adjacent to it. For example, when you calculate just onechannel and blade of a fan, or turbine, etc., you must haveconformal periodics on either side of the interface threads. Thiswill not work with nonconformal periodics. 

Interface的类型包括coupled，periodic。

interface作为一种数据交换的方法，不仅可以用在不同区域之间的数据交换（如不同的流体区）也可以用在不同的grid文件之间的接口。

Mixing-plane，mixingplane是计算旋转区域的一种模型。与mrf类似，也是一种拟稳态的计算方法。对于不同区域边界处流体的运动状况差别较大的情况，mrf可能不能给出有物理意义的计算结果，而Slidingmesh在这种情况下计算量大或者别的因素不适用，此时就可以用mixingplane。个人理解mixingplane和interface差不多，在计算旋转时都需要指定某个区域为movingreferenceframe或者stationary。所不同的是，mixingplane是对上游的出口和下游的入口定义的，出口定义为Pressureoutlet而下游的入口则可以定义为pressure inlet，velocity inlet，mass flowinlet。Mixingplane对数据的处理是对上游的数据做circumferentialaverage，然后以“profile”的形式将上游的数据传递到下游。定义为mixingplane的两个边界可以大小不一。

Coupled wall。耦合面，一般在固体区域和流体区域交界或者不同的流体交界产生。划分网格时Coupledwall也是单个的edge或者face。导入fluent后会自动生成该面的影子面。Coupled的wall在耦合传热等问题时会用到。比如蛇管换热，已知蛇管内热流体的温度，及所要加热的流体的初始温度，此时就可以将蛇管管壁设置为coupledwall。Fluent会自动获得通过管壁的热流量，管壁温度等参数。还可对coupledwall设置材料，厚度等以计算热阻，指定heat generation rate等模拟有电流通过的电路板等。