Flow Simulation网格划分及质量要求建议

Flow Simulation是以solidworks为平台的流体分析软件，它采用有限体积法，并且提供简体中文界面和帮助等文档，方便国内用户使用。在使用Flow Simulation分析时，我们需要对计算区域进行网格划分，网格质量对计算精度和计算效率有绝对的影响，因此，要对网格的划分要有足够的重视。

自动类型

在上图中，拖动设置项中的“设置网格的级别”滑动球可以控制初始网格的精度等级，精度等级从1到7，数值越大，精度越高，网格单元越小，但CPU计算时间和占用计算机内存也会更多。如想在模型中显示基础网格，可勾选 “显示基础网格”选项。▼

自动类型下，也可以对网格进行局部控制，以实现更加准确的计算：

最小缝隙尺寸：激活该项，然后输入数值。该选项将会识别未被 Flow Simulation 自动识别的细小模型。该数值会影响网格的大小，并与初始网格的级别一起控制计算网格中生成的总网格数量。

最小壁面厚度：激活该项，然后输入数值。该选项允许指定用于控制锐边精度的最小壁面厚度。

高级通道细化：选中该项后，会确保狭长通道（或通路）有足够多的网格求解，从而以高精度预测包括边界层的流动和热传导现象，但结果可能是网格数量达到一个或几个数量级的剧增。在龙之烈焰分析中，勾选此选项，以便在火焰喷嘴、盾牌和士兵周围生成高质量的网格。

手动类型

如果对自动类型产生的网格不满意，可以切换至手动类型调整，从而对网格进行更加高级的控制，此时会在原界面下方切换成用于手动控制网格的参数。▼

基础网格：可以控制X、Y 和 Z 方向上的基础网格单元数量（或大小）。

细化网格：用于细化特定网格类型的设置，拆分基础网格单元，可以针对所需网格类型的基础网格指定相应的细化级别，分为：流体网格的细化级别、固体网格的细化级别、流体/固体边界处的网格细化级别，此处会根据当前项目环境，显示对应的类型。

通道：用于控制通道中初始网格的参数，如果模型包含狭长通道，对狭长通道中的初始网格进行额外拆分是非常有用的，这样可以更准确地计算通道中的流量。包含对网格数量、细化级别两种控制方法。

高级细化：用于解析相对较小的固体特征和物质之间边界的网格设置。要指定高级细化设置，请选中高级细化复选框，然后指定需要的参数，包含最小固体特征细化级别、弯曲度、曲率标准、耐受度、耐受标准等。

为了简化初始网格设置，建议从默认（或自动）初始网格开始操作。当要设置全局网格，请选择全局网格设置对话框类型的“自动”，或单击全局网格设置对话框底部的“手动重置”，这样全局网格设置对话框的所有设置都将获得自动初始网格的值，随后，可以根据需要自行对其进行更改。

自适应网格会在求解过程中，根据计算所得结果不断的对网格进行调整，此过程会在显著流动活动的区域中拆分网格，这将保证局部细化的网格以满足预先规定的解析准确性，并且如果能在更粗略的网格上就能达到相应的解析准确性，则此过程还会在流动区域中合并网格。这对于求解之前对流动不甚了解的情况下，对很好的捕获流动特征非常有帮助，例如：在高马赫数流动下捕获流体振动。在计算之前我们不知道速度、温度和压力等变化剧烈的地方在哪些部位出现，虽然初始网格在壁面处得到了加密，但是这对于捕获振动的特征没有帮助。在求解过程中采用自适应网格对网格进行加密，Flow Simulation速度、温度和压力等变化剧烈的地方做相对应的加密网格处理，捕获流体振动。

如启用自适应网格，在工具→Flow Simulation→计算控制选项的细化标签中设置。▼

开文提到网格的质量非常重要，网格过于稀疏则会导致结果不准确，网格过于稠密则会导致计算量巨大，计算时间过长。可以通过做剖面的方法来检查网格的质量（网格的疏密）情况，根据经验，做如下建议： 

❶网格划分的初始等级不用太高，建议不过等级3。经过初步的粗略分析，目的就是为了确保分析的结果符合实际。对于初级的用户，其实可以从比较粗略的网格开始，逐渐增加网格的密度，直到结果收敛，这样可以保证结果的准确性。在龙之烈焰分析中，初级采用3级网格，这样既保证运算的速度，又能看清结果是否符合预期。

❷在确保初试结果符合合理的趋势基础上把整体网格精度调到3、 4级，不建议5级以上。同时增加局部网格，局部网格应该以压力梯度，温度梯度等数值变化较大以及关注位置为指导，局部网格可以有效减少不必要的细致网格并且可以保障得到所需分析精度。在龙之烈焰分析中，初步分析满足预期后，将网格精度调整到5级，这样能更加准确的分析判断盾牌是否能保护士兵。

❸尝试取消自动网格划分，进行手动网格划分设置再加上局部网格划分从而有利于减少的网格数量。因操作难度较高，不建议初级用户使用该方法。

❹网格划分除了和网格定义参数有关以外，还受设定参数条件、以及求解目标影响，如果不是很有必要,建议不要添加不必要的目标。减少网格数据是提高分析效率最直接的途径。

❺自动网格划分能自动创建质量较高的网格，关键是操作简单，不需要用户具备复杂的网格划分知识和经验，所以建议初级用户使用。龙之烈焰的分析就完全采用自动网格划分，最终也很好的判断出盾牌是否能保护士兵。

❻一般要求在流体通过最小间隙有3个网格以上，如果要计算压差要求有5个网格以上。