Openfoam SnappyHexMesh教程：并行网格生成与细节优化

SnappyHexMesh是OpenFOAM中一种强大的网格生成工具，专用于从三角化曲面或简单基本形状创建高质量的三维十六进制网格。它具有以下几个关键特性： 1. **并行执行**：SnappyHexMesh在基本网格的创建过程中采用串行方式，随后将任务分布到多个处理器，实现了真正的并行处理。这种设计使得在复杂几何结构下能高效地生成数百万个单元，尤其是在负载平衡方面，ptScotch算法和动态分配策略确保了性能最大化。 2. **网格细化**：该工具支持多种细化策略，包括基于输入几何曲率的曲面细化、体积细化（内部/外部/距离）、eMesh描述的边缘细化以及特征边缘和表面细节保护。用户可以提供STL、OBJ或NASTRAN格式的表面网格文件，网格的细节由表面几何精细度和局部单元尺寸决定。 3. **分区网格与耦合**：SnappyHexMesh能够生成分区网格，支持如多孔介质(MRF)和fvOptions等特定应用场景。通过AMI修补程序，可以实现共轭传热或多区域网格划分，适应动态网格需求，如共轭热对流问题。 4. **墙层附加**：为了精确模拟近壁现象，如边界层的形成，snappyHexMesh允许用户指定近壁第一单元高度、总层厚度和层数等参数。这有助于提高模拟结果的精度。 5. **生成流程**：生成过程分为几个步骤：首先使用blockMesh（六面体网格生成器）创建背景网格；接着，使用surfaceFeatureExtract提取表面特征；然后配置snappyHexMeshDict输入字典；最后，无论是串行还是并行模式，运行snappyHexMesh生成最终的高质量网格。 blockMesh作为SnappyHexMesh的辅助工具，负责创建结构化网格，特别适合处理简单几何模型。随着模型复杂度上升，blockMesh的参数设置会变得繁重，此时可以借助通用模板、m4或Python脚本来简化操作。blockMesh命令执行依赖于system/blockMeshDict参数文件，通过调整文件中的参数以适应具体场景。 SnappyHexMesh在OpenFOAM网格生成中扮演着至关重要的角色，通过高效的并行处理、灵活的细化选项和细致的网格划分，确保了复杂几何模型的准确模拟。理解并掌握这个工具对于使用OpenFOAM进行数值计算至关重要。