由于非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格在解決復(fù)雜幾何形狀的邊界層、尾流和其他流動(dòng)特征方面提供了有希望的結(jié)果，人們可能會(huì)得出這樣的結(jié)論：結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格將很快退出市場(chǎng)，因?yàn)槠渖蓵r(shí)間較長(zhǎng)的名聲。相反，結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格為您提供了非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格可能缺乏的兩件事，即質(zhì)量和控制，并且由于網(wǎng)格的選擇在解決方案的準(zhǔn)確性中起著重要作用，因此很明顯結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格將繼續(xù)存在！

圖 1. 為專為噪聲計(jì)算而設(shè)計(jì)的多元件翼型生成的結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格。

使用結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格的優(yōu)點(diǎn)

時(shí)間與記憶

使用結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格，可以用比四面體更少的六邊形填充相同的體積，從而減少單元數(shù)，從而減少 CFD 計(jì)算時(shí)間和內(nèi)存使用量。結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格通常具有與非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格不同的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，因此很難進(jìn)行直接的單元計(jì)數(shù)比較。最簡(jiǎn)單的是，每個(gè)六面體可以分解為五個(gè)共享邊緣的四面體，在相同的流場(chǎng)分辨率下，單元數(shù)量減少 5:1。當(dāng)生成解析長(zhǎng)度尺度變化很大的網(wǎng)格時(shí)，減少單元數(shù)的好處變得非常明顯。

解決

流體的流動(dòng)通常會(huì)在一個(gè)方向上表現(xiàn)出較強(qiáng)的梯度，而在橫向方向上表現(xiàn)出較溫和的梯度（例如，邊界層、剪切層、尾流）。在這些情況下，可以在具有高縱橫比（大約一千或更多）的六角網(wǎng)格上輕松生成高質(zhì)量的單元。在高度拉伸的四面體上生成精確的 CFD 解決方案要困難得多。（另外，并非所有拉伸的四邊形都相等，具體取決于最大夾角。）

結(jié)盟

當(dāng)網(wǎng)格與主要流動(dòng)方向?qū)R時(shí)，CFD 求解器可以更好地收斂并產(chǎn)生更準(zhǔn)確的結(jié)果。結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格中的對(duì)齊幾乎是隱式實(shí)現(xiàn)的，因?yàn)榫W(wǎng)格線遵循幾何圖形的輪廓（與流一樣），而非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格中則沒(méi)有這種對(duì)齊。

可定義正常

當(dāng)存在垂直于墻壁或尾流等特征的明確定義的計(jì)算方向時(shí)，邊界條件和湍流模型的應(yīng)用效果很好。橫向法線很容易在結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格中定義。

圖2 . 結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格非常適合渦輪機(jī)械應(yīng)用。

Fidelity Pointwise在其結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格生成方法中提供了廣泛的功能，支持使用結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格進(jìn)行各種模擬。需要記住的一點(diǎn)是，通過(guò)使用適用性足夠廣泛的網(wǎng)格生成方法，可以消除使用網(wǎng)格拓?fù)渥鳛閷?shí)現(xiàn)所需結(jié)果的拐杖的情況。

結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格將在未來(lái)很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)繼續(xù)在 CFD 中使用，我們計(jì)劃繼續(xù)向 Fidelity Pointwise 添加新功能，使其更適合您的工作。

文章來(lái)源：cadence博客