BOI方法进行CFD网格局部加密

CFD网格划分技术进阶：BOI方法在局部网格加密中的应用


概述

在计算流体动力学(CFD)模型网格划分中，针对特定区域实现高密度网格加密以便精细分析某些区域流动特性是常见的需求。本文将重点介绍一种高效简便的方法——使用Body of Influence (BOI) 技术。BOI方法允许在几何模型构建阶段预先定义加密区域，从而在后续的网格生成中实现对这些区域的加密处理。通过结合ANSYS Workbench和Fluent Meshing的步骤，我们能够实现从几何模型处理到区域网格控制的无缝流程。

实例介绍：局部网格加密

假设我们面临的是一个管道流体域模型，在此需要对模型的中间区域进行更为详尽的网格加密分析。如图1所示，通过使用BOI方法，可以精确控制加密区域的网格密度，为后续CFD仿真提供更加准确的结果。

几何模型处理流程




步骤1：在ANSYS Workbench中启动Geometry模块，加载已有的几何模型(ex82\ex82.stp)，并对模型进行初始检查与修复以消除潜在的几何缺陷，确保模型适用于后续的网格生成过程。

步骤2：通过右击A2单元格并选择“Import Geometry”导入几何模型文件，接着对整体模型进行检查与修整，删除多余的几何线，如图2与图3所示。

步骤3：在设计模块中创建草图模型，选择ZX平面作为参考，使用矩形功能绘制加密区域，并标注尺寸，确保网格加密目标区域的精确性，如图4至图6所示。

步骤4：结束草图创建后，利用拉伸工具扩展草图平面，形成BOI实体模型，同时指定此模型用于局部网格加密目的，最终命名此实体为“BOI”，如图7至图10所示。

步骤5：进一步定义边界设置，包括入口、出口边界名称的命名，并为解析模型准备，如入口为“in”、出口分别为“out1”和“out2”，确保各种边界条件得到正确输入，如图11至图13所示。

网格划分与加密

步骤6：通过加载Fluent Meshing模块进入网格化步骤，首先导入已经处理过的几何模型，确保模型在Fluent环境下正确加载，如图14至图15所示。

步骤7：进入网格化工作流后，定义BOI区域作为局部网格控制的依据，并设置目标细网格尺寸，即可实现对中间区域的加密处理，如图16至图17所示。

步骤8：在面向表面网格生成时，调整最小面网格尺寸和最大面网格尺寸进行精细控制，生成对应的表面网格，确保模型表面部分的网格密度适配于计算需求，如图18至图19所示。

步骤9：完成了表面网格的生成后，启动大型几何元素的描述，定义主角模型类型为流体模型，确保与其他部分的兼容性和正确性描述，如图20所示。

步骤10：对于控制边界类型，入口为速度入口边界(in)，出口为压力出口边界(out)，确保边界设置与CFD仿真过程的协同性，如图21所示。

步骤11：对于区域的定义和更新，识别出模型内的流体域，并完成其边界更新，确保CFD仿真中区域特性得到正确隔离与控制，如图22所示。

步骤12：边界层的添加依照默认设置，确保模拟边界层效应的自动优化，如图23所示。

步骤13：在生成总体网格时使用polyhedra填充方法或其他需设定的网格类型，优化网格生成过程，确保模型内部一致性与高精度计算，如图24所示。

步骤14：通过直观结果显示，中间区域已通过BOI方法实现了局部网格加密，提升了针对性分析的准确性，如图25所示，有效展示了网格加密的优势所在。