附录 A
网格质量
A-1
Appendix A: Mesh Quality
概述
Training Manual
• 网格质量度量
– Skewness
– 可接受比
– 最差单元
• FLUENT 求解器的网格质量考虑
– 一般考虑
– 求解中网格质量的影响
• CFX 求解器的网格质量考虑
• 网格质量影响因子
– CAD 问题
– 网格分解和分布
– 划分方法
– 膨胀
• 改进网格质量策略
– CAD 清除
– 虚拟拓扑
– 收缩控制
– 理性网格尺寸和膨胀设置
– 一般推荐
• 作业 A.1 汽车集流管的虚拟拓扑
• 作业 A.2 FLUENT 和CFX 网格质量度量
A-2
Appendix A: Mesh Quality
ANSYS 网格划分的网格度量
• Mesh选项中可得到Mesh Metric,可对其
进行设置和查看来评估网格质量
• 不同物理环境和不同求解器对网格质量有
Training Manual
不同的要求
• ANSYS 网格划分中可得到的网格度量有:
– 单元质量
– 纵横比
– 雅可比
– 扭曲因子
– 平行误差
– 最大拐角
– 偏斜
A-3
Appendix A: Mesh Quality
网格质量度量
偏斜
两种方法定义偏斜:
1. 基于等边形的体的误差:
• 偏斜 =
最优单元尺寸 单元尺寸
−
最优单元尺寸
• 只用于三角形和四面体
• 三角形和四面体的默认方法
2. 基于规一化的角误差:
• 偏斜 =
⎡
θθ
−
max
e
max
⎢
180
θ
−
⎣
e
,
min
θθ
−
e
θ
e
⎤
⎥
⎦
eθ
其中 是等角的面 /单元 (对三角形和四面体为
60, 对四边形和六面体为90)
• 适用于所有的面和单元形状
• 使用于棱柱和棱锥
Training Manual
最优 (等边的) 单元
实际单元
球
maxθ
minθ
0 1
完美的
最坏的
A-4
Appendix A: Mesh Quality
网格质量度量
纵横比
• 一般三角形和四边形的形貌是最长比与最短
边比的函数(详细见 User Guide)
• 对等边三角形或正方形等于1 (理想的)
Training Manual
纵横比 = 1 高纵横比四边形
纵横比 = 1 高纵横比三角形
A-5
Appendix A: Mesh Quality
ANSYS 网格质量统计
• 对表面网格(在预览表面网格生成后)和体
网格 (在预览膨胀层或网格生成后) 已选
择的网格度量,将显示 min, max,
averaged和standard deviation
• 在树状略图的Mesh对象下,使用Show
Worst Elements 可突出显示最坏单元
Training Manual
A-6
Appendix A: Mesh Quality
FLUENT网格质量考虑事项
Training Manual
• FLUENT 需要高质量的网格来避免数值发散
• 涉及几个网格质量度量, 但skewness 是主要的度量
• 纵横比和单元尺寸的变化也很重要
• 最坏情况并取决使用的求解器(基于密度或基于压力), FLUENT 可容忍差
的网格质量,而一些程序可能需要更高的网格质量,分辨和好的网格分布
• 差质量单元的位置有助于确定它们的影响
• Statistics 中将得到一些总体的网格质量度量
• 其它网格质量度量FLUENT用户图形界面菜单中 Mesh/Info/Quality下得到,
或使用 TUI命令‘mesh/quality’
A-7
Training Manual
• 差网格质量可能导致不精
确求解和缓慢收敛
• 一些程序可能要求比建议
值更低的偏斜值
Appendix A: Mesh Quality
FLUENT网格质量要求
• 对Fluent最重要的网格质量度量是:
– Skewness
– Aspect Ratio
– Cell Size Change (ANSYS 网格不能执行)
对所有或大多数程序:
• Skewness:
– 对六面体, 三角形和四边形: 应小于 0.8
– 对四面体: 应小于 0.9
• Aspect Ratio:
– 应小于 40, 但取决于流体特性
– 膨胀层可容忍大于 50
• Cell Size Change:
– 应在1与2之间
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