Fluent動(dòng)網(wǎng)格【12】：擴(kuò)散光順【轉(zhuǎn)發(fā)】

2017-04-23  by:CAE仿真在線  來源:互聯(lián)網(wǎng)

擴(kuò)散光順是Fluent提供的另外一種常用的網(wǎng)格光順方法。其基本原理是通過求解擴(kuò)散方程得到網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)位移。

溫馨提示:文中圖多,建議在wifi環(huán)境下閱讀。

擴(kuò)散光順通過求解 以下擴(kuò)散方程來設(shè)置網(wǎng)格的節(jié)點(diǎn)位置。

其中,u為網(wǎng)格的運(yùn)動(dòng)速度。求解出運(yùn)動(dòng)速度后,可以很容易獲得網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)在下一個(gè)時(shí)間步長(zhǎng)的位置。

式中, γ為擴(kuò)散系數(shù)。Fluent提供兩種計(jì)算擴(kuò)散系數(shù)的方法。

• Boundary distant:基于網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)與邊界zhi的距離來計(jì)算擴(kuò)散系數(shù)。

式中d為正則化后的網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)與邊界之間的距離。

• cell volume:基于網(wǎng)格體積計(jì)算擴(kuò)散系數(shù)。

式中,v為網(wǎng)格正則化體積。

參數(shù)α即設(shè)置面板中的Diffusion Parameter,如下圖所示。此參數(shù)取值α≥0。

該參數(shù)取值范圍為0~2。當(dāng)取值為0時(shí),擴(kuò)散系數(shù)γ=1,則計(jì)算域中網(wǎng)格為均勻擴(kuò)散。提高此參數(shù)值可以使得距離運(yùn)動(dòng)邊界較遠(yuǎn)區(qū)域吸收更多的位移。對(duì)于旋轉(zhuǎn)邊界運(yùn)動(dòng),建議初始擴(kuò)散參數(shù)取1.5。

注意:擴(kuò)散光順比彈簧光順的計(jì)算量要大,但通常能夠獲得比彈簧光順更好的網(wǎng)格質(zhì)量(特別是對(duì)于非四面體/非三角形網(wǎng)格區(qū)域)。與彈簧光順一樣,擴(kuò)散光順也更適合于平移運(yùn)動(dòng),對(duì)于旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)邊界則很容易出現(xiàn)負(fù)體積。

線彈性實(shí)體光順方法是新版本Fluent中添加的。此方法則是通過借鑒彈性力學(xué)中的平衡方程來計(jì)算節(jié)點(diǎn)位移。具體計(jì)算方法可參閱Fluent UserGuid的10.6.2.1.3節(jié)。

該方法只有一個(gè)參數(shù)需要設(shè)置:Poisson's Ratio。泊松比的取值方位為-1.0~0.5。默認(rèn)參數(shù)為0.45。

此方法的計(jì)算量比擴(kuò)散光順更大,但是能夠提供比擴(kuò)散光順更好的網(wǎng)格質(zhì)量。此方法支持二維的三角形和四邊形網(wǎng)格,三維模型中的四面體、六面體、三棱柱以及五面體網(wǎng)格,但是不能用于變形網(wǎng)格區(qū)域中包含有多面體或懸掛節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)格。在包含有多面體或懸掛節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)格區(qū)域,建議使用擴(kuò)散光順。

以下兩幅圖分別為采用彈簧光順及擴(kuò)散光順的網(wǎng)格預(yù)覽結(jié)果。

(彈簧光順)

(擴(kuò)散光順)

實(shí)際上擴(kuò)散光順可以允許比彈簧光順幅度更大的運(yùn)動(dòng),這里是因?yàn)楣娞?hào)對(duì)GIF文件有大小限制,所以把后面的視頻給刪除掉了。

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