Re0:從零開始的ICEM網(wǎng)格劃分(P1)
假如你對CFD計算網(wǎng)格什么都不懂,建議你看看這篇文檔,這是我為自己準備的,以治療自己的在ICEM網(wǎng)格劃分學(xué)習時患上的失憶癥。

?P1.? 計算網(wǎng)格的基本概念
這個部分從零開始先構(gòu)建你對畫網(wǎng)格這件事的結(jié)構(gòu)化認識,目的是使你在未來新手階段知道你目前的操作在哪個環(huán)節(jié),在干什么,不至于迷失自己。有利于建立你對網(wǎng)格劃分最宏觀上的框架。

1.1 計算域(space domain)
1.1.1 介質(zhì)域(medium domain)
計算與是你所研究問題的對象區(qū)域,是你關(guān)心的物理過程發(fā)生的場所。它是一個空間區(qū)域并充滿物質(zhì),物質(zhì)可以是流體,形成流體域(fluid computational domain);可以是固體,形成固體域(solid computational domain)。總之是你需要進行仿真計算的物質(zhì)區(qū)域。
1.1.2 內(nèi)外流計算域(inner or outer computational domain)
CFD中所研究的大多是流體域。在這之后,還可以對所研究的流動部位進行劃分,分為內(nèi)流域(inner domain)、外流域(outer domain)。內(nèi)流域是流動發(fā)生在固體邊界之內(nèi)的區(qū)域,此類流動模型一般除了進、出口,均由固體外邊界包圍。外流域是包圍流動裝置的區(qū)域,一般多見于航空航天方面的CFD仿真,此時的外邊界的指定需要慎重考慮后指定。
1.1.3 混合計算域(hybrid computational domain)
有時研究區(qū)域會橫跨內(nèi)、外流區(qū)域,如研究噴嘴中的流體從噴嘴到流出噴嘴之后的全過程,這就需要同時考慮噴嘴中的內(nèi)流區(qū)與噴出之后的外流區(qū)。
1.1.4 簡化流體域
為了節(jié)省計算資源,有時可以根據(jù)流動現(xiàn)象對流動計算與進行簡化,以縮小計算規(guī)模。方法一般有:
a. 根據(jù)對稱性對一半的流體域劃分網(wǎng)格
b. 把三維流動轉(zhuǎn)化為二維流動進行研究
c. 根據(jù)流動周期性進行簡化
1.1.5 多區(qū)域計算模型(multi-domain)
存在兩個或以上的計算域,使用內(nèi)面在分界面上傳遞數(shù)據(jù)。這又分兩種情況
a. interface
此為一類邊界類型,多個計算域之間相互接觸,創(chuàng)建interface,數(shù)據(jù)在之間流通。CFD計算中interface成對出現(xiàn),其上節(jié)點不要求一一對應(yīng),數(shù)據(jù)以插值方式傳遞。
b. interior
計算域中單獨出現(xiàn)的內(nèi)部面。同一計算域中存在不同類型的計算網(wǎng)格時,分界面上會被識別出interior,其上節(jié)點不可重合。
interior是自動連通的,interface非自動連通,需要特別設(shè)置。

1.2 網(wǎng)格(mesh、cell、grid)
網(wǎng)格是離散以后的封閉體積的計算域元素,是CFD直接應(yīng)用控制方程的對象,計算計算域中全部網(wǎng)格的物理量即為全場的物理量分布。
網(wǎng)格數(shù)目與計算精度并非線性關(guān)系,要追求最合適的網(wǎng)格數(shù)目,而非最多。
1.2.1 結(jié)構(gòu)網(wǎng)格與非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格
根據(jù)網(wǎng)格的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)劃分。
結(jié)構(gòu)網(wǎng)格的拓撲結(jié)構(gòu)為矩形域內(nèi)的均勻網(wǎng)格,有層的概念,已知某網(wǎng)格的索引坐標可以外推其他網(wǎng)格的索引坐標,這是結(jié)構(gòu)網(wǎng)格最大的優(yōu)點,方便計算機讀取、計算。
非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格的拓撲結(jié)構(gòu)不規(guī)則,組成復(fù)雜。
1.2.2 網(wǎng)格度量——數(shù)量
網(wǎng)格數(shù)量是最普遍的網(wǎng)格度量指標,包括網(wǎng)格節(jié)點、網(wǎng)格面、單元體的數(shù)目。網(wǎng)格數(shù)量影響計算資源占用,不影響計算收斂性,使用中需要做的是有的放矢局部加密,做好網(wǎng)格獨立性驗證。
1.2.3 網(wǎng)格度量——質(zhì)量
有許多評價指標用來評估生成網(wǎng)格的質(zhì)量,這會影響計算收斂性。這個功能是網(wǎng)格軟件自動實現(xiàn)的,不同軟件得到的指標結(jié)果也不同。