二十二、動網(wǎng)格Smoothing Spring方法及實例
1?概念介紹
最近一直忙著其他的事情，好久都沒有更新，讓各位家人們久等了。
今天我們接著聊一聊動網(wǎng)格問題，我們在文章二十一中介紹了動網(wǎng)格的Layering方法，但是Layering方法的局限性很高，只能對四邊形網(wǎng)格或六面體網(wǎng)格才適用，對于三角形或四面體網(wǎng)格，我們需要使用光順(Smoothing)的方法
?
Smoothing光順方法分為彈簧(Spring)光順和擴散(Diffusion)光順，兩者網(wǎng)格運動的基本原理不同，設(shè)置上也不相同。本次案例我們詳細說明一下彈簧光順。
2??基本原理
原理：彈簧光順采用胡克定律原理，當邊界運動后，網(wǎng)格按照胡克定律原理被壓縮或拉伸，因此節(jié)點個數(shù)及連接關(guān)系并不會改變，只是改變了節(jié)點的相對位置。
?
使用條件：可適用于任意的網(wǎng)格類型；光順方法一般會和remeshing方法共同使用。
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ??? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?
3 模型描述
本例的模型很簡單，如圖所示。模型有四個面，分別為底面(bottom)、上面(top)、左側(cè)面(left side)和右側(cè)面(right side)。
其中top面保持不動，bottom面以-0.01m/s的速度沿z軸的負方向運動，內(nèi)部網(wǎng)格隨著底部邊界運動而被壓縮，但網(wǎng)格節(jié)點并沒有合并或分離。
?
4?導(dǎo)入網(wǎng)格
使用Workbench打開工程文件，文件在本文末尾鏈接資源內(nèi)。
5?Scale網(wǎng)格尺寸
Scale修改網(wǎng)格尺寸。如圖所示。
確保計算域尺寸是我們所需要的。
?
6?設(shè)置求解器
由于網(wǎng)格運動是隨時間進行的，因此動網(wǎng)格技術(shù)必須為瞬態(tài)模擬。將計算工況設(shè)置為瞬態(tài)。其他求解器設(shè)置可根據(jù)具體工況進行選擇。
?
7?設(shè)置動網(wǎng)格模型
在模型樹下雙擊Dynamic mesh，此時Task Page下頁面如圖
?
勾選Dynamic mesh，勾選Smoothing后，點擊Settings，出現(xiàn)Smoothing方法的設(shè)置頁面
?
點擊Advanced，出現(xiàn)Mesh Smoothing Parameters參數(shù)設(shè)置選項。
?
Spring constant factor：
彈簧因子，表示網(wǎng)格之間的阻尼系數(shù)，在0-1之間取值。0表示網(wǎng)格運動會擴散較遠，1表示網(wǎng)格運動只會影響附近的網(wǎng)格。
Convergence tolerance：
為spring算法涉及到的具體值，對于一般工況保持默認值0.001即可。
?
Number of iteration：
也為Spring算法的具體值，默認值為20，一般設(shè)置為100
?
Elements：?
Tri in Tri Zones：表示三角形網(wǎng)格在三角形區(qū)域變形
Tri in Mixed Zones：表示三角形網(wǎng)格在混合區(qū)域變形
All：表示所有區(qū)域的網(wǎng)格都發(fā)生變形
當網(wǎng)格均為三角形時，勾選Tri in Tri Zones，當網(wǎng)格有三角形和四邊形時，可根據(jù)不同工況勾選Tri in Mixed Zones或All
?
Laplace Node Relaxation：
用于定義節(jié)點位置的更新，保持默認即可
?
Verbosity：
用于指定是否在控制臺輸出光順方法的殘差，1表示輸出，0表示不輸出。
?
Dynamic Mesh Zones：
單擊Dynamic Mesh Zones下的Create/Edit，彈出如下窗口
?
bottom邊界：剛體邊界；Zone Names選擇bottom；Type選擇Rigid Body；Motion Attributes下只需要定義Motion UDF，導(dǎo)入文章二十一的UDF，選中此UDF，其他均保持默認，單擊Create，則在Dynamic Mesh Zones欄下出現(xiàn)bottom。
Right side：變形邊界，Zone Names選擇Right side；Type選擇Deforming；Geometry Definition下Definition選擇Faceted，定義變形邊界；
Left side：與Right side保持相同的設(shè)置。
?
8?查看動網(wǎng)格
在Task Page頁面單擊Preview Mesh Motion，設(shè)置時間步數(shù)為100，時間步長為0.1s，顯示頻率為1。
?
Spring constant factor=1
?
Spring constant factor=0
微信公眾號：Fluent學(xué)習筆記。為了方便大家學(xué)習交流，我創(chuàng)建了一個QQ群：975634031，大家可以在其中討論相關(guān)的問題，同時我會將所有文章的源文件都放到QQ群中，還會放一些其它的學(xué)習文件。歡迎大家加入。?
源文件鏈接：
鏈接：https://pan.baidu.com/s/1JhsNAthG2CBcE6PtWIYg3w
提取碼：uhob
