ANSYS ICEM非结构面六面体网格划分与网格质量控制

非结构面网格是ANSYS ICEM CFD中的关键概念，用于模拟复杂几何形状和自由曲面问题。在进行数值计算时，非结构网格允许用户在保持灵活性的同时处理不规则几何形状，与结构网格（如六面体网格）相比，它们更适合处理具有复杂拓扑和变化曲率的模型。 在使用ANSYS ICEM CFD时，首先进行的是网格划分设置。这包括全局、局部和面、线参数的设定，以确保网格质量满足求解器的要求。"Compute Mesh - Surface Mesh Only"选项允许用户指定仅对非结构面进行网格划分，并通过"Edit Mesh - Display Mesh Quality"功能检查网格的细化程度和均匀性，以便可能时进行优化或修补。 非结构网格划分步骤如下： 1. **设置参数**：根据具体问题调整网格参数，如大小、形状和细化级别，这些参数通常根据局部几何特征进行设置，以确保在关键区域提供足够的精度。 2. **选择方法**：ICEM提供了多种划分方法，例如Quadw/oneTri、AllTri、AllQuad和QuadDominant等，每种方法都有其特点，如能捕捉细节、适应曲面特性或强调特定形状的主导性。 3. **自动划分**：大部分情况下，网格会通过自动划分工具生成，但可能需要手动修复，尤其是对于非规则形状或有特征尺寸要求的区域。 4. **非结构面网格操作**：对于非结构面，用户可以创建体区域（如通过Material Point方法），并在选定区域生成网格，然后进行质量检查和修补，以减少不连续性和提高计算效率。 5. **结构网格**：虽然主要关注非结构网格，但ANSYS ICEM CFD也支持结构网格划分，如Tetra/Mixed（Octree）和Hexa/Dominant（Cartesian）方法，适合于复杂区域的细化和边界层处理，可能需要额外的阻塞和几何调整。 6. **边界层处理**：针对边界层区域，可以采用四边形边界层设置，通过控制网格高度、增长率和层数来实现精确模拟。 在实际应用中，理解并熟练掌握非结构面网格的划分和优化至关重要，因为它直接影响到计算结果的准确性和求解速度。通过合理的参数调整和修补，可以生成既满足精度需求又兼顾效率的网格，从而有效地进行复杂的流体力学、热力学或其他相关的数值模拟。