"网格质量对CFD计算的关键影响因素及评判方法"

网格质量与问题的几何特性、流动特性及流场求解算法有关。因此，网格质量最终要由计算结果来评判。CFD 计算对计算网格有一些一般性的要求，例如光滑性、正交性、网格单元的正则性以及在流动变化剧烈的区域分布足够多的网格点等。对于复杂几何外形的网格生成，这些要求往往并不可能同时完全满足。例如，给定边界网格点分布，采用 Laplace方程生成的网格是最光滑的，但是最光滑的网格不一定满足物面边界正交性条件，其网格点分布也很有可能不能捕捉流动特征，因此，最光滑的网格不一定是最好的网格。 对计算网格的一个最基本的要求当然是所有网格点的 Jacobian必须为正值，即网格体积必须为正，其他一些最常用的网格质量度量参数包括扭角（skew angle）、纵横比（aspect ratio、Laplacian）、以及弧长（arc length）等。通过计算、检查这些参数，可以定性的甚至从某种程度上定量的对网格质量进行评判。Parmley 等给出了更多的基于网格元素和网格节点的网格质量度量参数。有限元素法关于插值逼近误差估计的理论，实际上也对网格质量进行了较为深入的研究。 网格质量与网格的分辨率和收敛性有密切的关系。通常情况下，网格划分得越精细，越能准确地捕捉流场的细节信息，但也会增加计算量。因此，需要在网格质量和计算效率之间做出权衡。对于一些特定的问题，需要根据具体情况来选择不同的网格质量要求。 在实际工程应用中，网格质量对计算结果的影响是非常重要的。好的网格质量可以提高计算结果的准确性，减小因网格引起的数值误差，同时也可以加快计算速度。相反，差的网格质量会导致计算结果的不准确甚至不收敛。因此，在进行CFD计算时，需要对网格质量进行严格的控制和评估。 综上所述，网格质量是影响CFD计算结果准确性和计算效率的重要因素，其与问题的几何特性、流动特性及流场求解算法密切相关。通过对网格的光滑性、正交性、正则性以及一些网格质量度量参数的定量评判，可以对网格质量进行较为准确的控制和评估。同时，在网格质量和计算效率之间需要进行权衡，根据具体问题的要求选择适当的网格质量。在实际工程应用中，严格控制和评估网格质量对于获得准确可靠的计算结果具有重要意义。