基于gambit的建模及网格剖分技术

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,CFD-,基于,Gambit,的建模及网格剖分技术,中科信软培训中心,中科信软高级技术培训中心 info-soft,网格的重要性,计算流体力学CFD的根本思想是：用一系列有限的离散点上的值的集合，来代替原来在空间和时间坐标中连续的物理量的场。具体做法就是对控制方程在规定的区域上进行离散，从而转变为在各离散点上定义的代数方程组，然后用线性代数的方法迭代求解。,网格作为计算区域离散的产物，其好坏不仅直接关系到数值计算的稳定性、收敛性和计算效率，而且还关系到计算结果的正确性和分辨率。,中科信软高级技术培训中心 info-soft 17:20,2,网格分类,结构网格,网格系统中结点排列有序，邻点间的关系明确。,中科信软高级技术培训中心 info-soft 17:20,3,非结构网格,网格系统中节点的位置无法用一个固定的法那么予以有序地命名。,中科信软高级技术培训中心 info-soft 17:20,4,优 点,缺 点,结 构,网 格,1.,可以方便准确地处理边界条件,2.,计算精度、效率高,3.,可以采用许多高效隐式算法和,多重网格法,对外形复杂的计算区域，网格生成较难,非结构,网 格,1.,适合于复杂区域的网格划分，特,别对奇性点的处理很简单,2.,其随机的数据结构更易于作网格,自适应，以便更好地捕获流场的,物理特性,1.,网格生成的工作量大,2.,离散方程的求解速度较慢，,求解精度不高,3.,无法使用高精度的有限差分,格式,中科信软高级技术培训中心 info-soft 17:20,5,应当指出，除了PHOENICS的前处理器能提供结构网格外，当前流行的各类商业CFD软件，包括fLUENTGAMBIT、CFXICEM、STAR-CD、POLYFLOW等都只能提供非结构网格！,中科信软高级技术培训中心 info-soft 17:20,6,Gambit,简介,GAMBIT,软件是,Fluent,公司提供的前处理器软件，它包含功能较强的几何建模能力和强大的网格划分工具。,GAMBIT,可以生成,FLUENT6,、,FLUENT5.5,、,FIDAP,、,POLYFLOW,等求解器所需要的网格。,中科信软高级技术培训中心 info-soft 17:20,7,用户可以直接使用,Gambit,软件建立复杂的实体模型，也可以从主流的,CAD/CAE,系统中直接读入数据。,中科信软高级技术培训中心 info-soft 17:20,8,Gambit,GUI,Global Control,Command Line,& Windows,Description window,Main,Menu,Bar,Operation,Tool pad,中科信软高级技术培训中心 info-soft 17:20,9,Operation Tool Pads,Boundary Layer,Edge,Face,Volume,Group,Boundary Types Boundary Entity,Continuum Types Continuum Entity,Vertex,Edge,Face,Volume,Group,Coordinate systems,中科信软高级技术培训中心 info-soft 17:20,10,模型创立Creating Geometry,自下而上的图形生成,:Bottom-up,点,vertex,线,edge,面,face,体,volume,中科信软高级技术培训中心 info-soft 17:20,11,自上而下的图形生成,:Top-down,A,B,Subtract A,With B,通过Boolean和Split操作创立实体,C,D,C,Split C,With D,中科信软高级技术培训中心 info-soft 17:20,12,网格剖分,2D：Face meshing,Gambit自动选择Quad element作为默认的网格类型,Gambit根据选定的求解器solver和面上顶点vertex的类型选择网格剖分的规那么scheme type,中科信软高级技术培训中心 info-soft 17:20,13,Element/Scheme Type,的组合情况,Element,Quad,Quad/,Tri,Tri,Scheme,type,Map,Submap,Pave,Tri-Primitive,Map,Pave,Wedge,Pave,中科信软高级技术培训中心 info-soft 17:20,14,Quad: Map,Quad: Submap,Quad: Tri-Primitive,Quad: Pave,中科信软高级技术培训中心 info-soft 17:20,15,Quad/Tri: Map,Quad/Tri: Pave,Quad/Tri: Wedge,Tri: Pave,中科信软高级技术培训中心 info-soft 17:20,16,3D：Volume meshing,Gambit根据选定的求解器solver和体上面face的类型选择网格类型element和剖分规那么scheme type,当存在二义性情况时，Gambit会默认使用混合网格Tet/Hybrid和TGrid规那么,中科信软高级技术培训中心 info-soft 17:20,17,Element/Scheme Type,的组合情况,Element,Hex,Hex/,Wedge,Tet/,Hbrid,Scheme,type,Map,Submap,Tet-Primitive,Cooper,Stairstep,Cooper,TGrid,中科信软高级技术培训中心 info-soft 17:20,18,Hex: Map,Hex: Submap,Hex: Tet-Primitive,Hex: Cooper,Hex: Stairstep,中科信软高级技术培训中心 info-soft 17:20,19,Hex/Wedge: Cooper,Tet/Hybrid: TGrid,中科信软高级技术培训中心 info-soft 17:20,20,评价网格质量,一般，我们通过等角斜率 EquiAngle Skew来评价网格质量,EquiAngle Skew的定义为：,max = largest angle in face or cell,min = smallest angle in face or cell,e = angle for equiangular face or cell,e.g., 60 for triangle, 90 for square,EquiAngle Skew的范围：,0,1,best,worst,min,max,中科信软高级技术培训中心 info-soft 17:20,21,Examine Mesh Form,Display Type,Plane/Sphere,View mesh elements that fall in plane or sphere,Range,View mesh elements within quality range.,Histogram shows quality distribution.,Select 2D/3D and Element Type,Select Quality Type,Display Mode,Change cell display attributes,.,中科信软高级技术培训中心 info-soft 17:20,22,优化网格的根本途径,1.,自下而上的剖分网格,：,通过,edge meshing,控制,face meshing,通过,face meshing,控制,volume meshing,中科信软高级技术培训中心 info-soft 17:20,23,2. Decompose Geometry：,运用Split功能添加辅助线，将复杂的不规那么几何形体分解为相连的connected规那么几何形体,中科信软高级技术培训中心 info-soft 17:20,24,Example,：,圆柱绕流,辅助线,中科信软高级技术培训中心 info-soft 17:20,25,3. Change Vertex Type：,通过改变面上顶点vertex的类型，使Gambit选择特定的网格剖分规那么，从而到达特殊的效果,中科信软高级技术培训中心 info-soft 17:20,26,面顶点的类型,面上所有顶点会根据缺省的角度准那么angle criteria被指定为某种类型,面上顶点的类型用于决定除了 pave 格式之外的网格划分规那么,顶点类型可以人为修改:,通过set face vertex type 命令修改,中科信软高级技术培训中心 info-soft 17:20,27,缺省角度准那么：Default Angle Criteria,End (E),0 Angle 120,Side (S),120 Angle 216,Corner (C),216 Angle 309,Reverse (R),309 Angle 0.98,中科信软高级技术培训中心 info-soft 17:20,39,E,E,E,E,E,S,S,E,Split with face,Change vertex type,S,中科信软高级技术培训中心 info-soft 17:20,40,E,E,E,E,S,E,S,E,两个相连面上的顶点可以分别在两个面里是不同类型的点,S,S,S,Split with face and point,Change vertex type,S,S,S,中科信软高级技术培训中心 info-soft 17:20,41,