fluent对网格的具体要求有哪些?
高级技术文档:An Indepth Evaluation of Fluent Mesh Quality Metrics
网格正交性:理想边界与接近度的度量
网格正交性的概念被广泛应用于CFD(Computational Fluid Dynamics)网格质量评估之中,其核心逻辑在于衡量网格单元间面(或边)间角度与某最佳角度(依据对应拓扑结构而定)的接近程度。以ANSYS Fluent为例,其可视化工具生动地呈现了正交性的概念与衡量尺度。
量化范围: 正交性评估的效能标尺介于0至1,其中0表示正交性较低(劣质),1则表达了最佳的正交状态。度量指标反映了实际网格构建与理想化的理想状态之间的偏差程度。
四面体偏度:从最佳几何结构的偏差视角
对于四面体单元的偏度,其衡量是对与最佳(等边)体积的不可复制品的度量,直观地体现了单元在几何构型上的偏离状况。具体而言,衡量一个四面体偏度的方法是,通过识别相互连接单元相对中侧之间的两条线条,获取这两个线段之间最小角度。随后,通过90度(对应于单位是60度)减去这个最小角度,计算得到指定四面体的倾斜度。这一度量范围为0至1,其中0表示完美,1则表示完全偏离最佳状态。
网格纵横比:尺寸比例关系的细致观察
纵横比作为评估CFD网事件质量的标准之一,它通常涉及在二维场景中的长度与宽度比值,或者在三维场景中,外接圆半径与内切圆半径(有时还包括面积比的比率)的比较。纵横比的度量结果有助于识别网格结构的形态变化情况。特别是,它对于沿固体边界构建的交错网格分层具有高度关联性,这种情况下,可能需要利用较高纵横比的单元来填补空间,因而允许了对纵横比限制的适当放宽。
相近度检验:多参数视角的综合考量
文章的第三个部分,即《了解你的网格:网格质量测评Ⅰ》提出了数项关键指标,然而明确指出,本文无意于深入剖析每个指标之间的独特性与复杂关联性,而是旨在突出在商业代码实践中常见的标准。以下总结了Fluent网格检查的关键考量:
1. 最小网格体积:最小允许体积不应为负值,确保绝对不可选择或者产生物理上不合理的流场计算。
2. 正交性质量:确保网格的正交性高于阈值0.15,以保障网格结构保持接近最优状态,避免极端偏斜导致的计算精度影响。
3. 偏度等级:控制网格偏度在0.95以下,推荐在0.90以下,以最大程度保证计算结果的信度,避免因局部几何畸变对计算结果的干扰。
4. 纵横比例范围:设定在10~100之间,或在显现出无显著横向变化的区域(如边界层)有所不同,允许存在较小的转换(这一范围允许一定的放大,以应对复杂几何模型的实际要求)。