所谓的混合网格,指的是模型中同时存在结构网格与非结构网格的情况。

采用混合网格的主要优势在于:对于复杂的几何,我们可以将其分解成多个几何,对于适合划分结构网格的采用结构网格划分方式,而对于非常复杂的部分,可以使用非结构方式进行划分。

然而采用混合网格也有一些缺点:交接面位置网格质量会非常差。因此我们需要采用一些方式对网格质量进行改善。另外对于交界面的处理也存在一些问题。

我们先说说在ICEM CFD中进行混合网格划分的一般步骤。通常分为以下三步:

(1)几何准备。对于本身就是多个几何的情况,因为处理方式简单,这里不做讨论。这里要说的是一个连续的几何,我们需要在ICEM CFD中将其进行分割成多个部分。这里可以运用的部分主要在于ICEM CFD的几何创建功能,包括点、线生成以及面切割。

(2)part创建。这一步其实挺重要的。如果这一步工作没做好,后面有的是纠结。在这一步中需要将体分解成多个部分分别放入不同的part中。同时画四面体区域创建body。注意,这里我们需要创建面将四面体部分封闭,同时要将创建的面放到一个独立的part中,因为后面的节点合并中需要使用到它。

(3)创建block。注意这里创建block的时候要选择划分结构网格的几何。

做完以上工作后,就可以分别进行网格划分了。

第一个问题:交界面的处理

不同的求解器,处理方式不同。这里只说cfx与fluent。ICEM CFD对CFX的支持非常好,直接将网格导出至CFX中能够识别出interface对,我们在cfx-pre中设置interface就可以将区域联通了。而FLUENT则不同了,如果直接输出,则只能创建的面识别成interface,且无法改成interior,而由于只有一个面,无法构建interface对,区域无法联通。因此,我们需要在ICEM CFD中对交界面进行设置,将其改成interior。

第二个问题:交界面网格质量

由于在交界面上直接进行网格节点合并,所以极其容易导致低质量的网格。这里其实可以利用ICEM CFD中的Edit Mesh进行解决。注意要使用edit mesh,必须生成网格,也就是说六面体部分要通过file>mesh>load from blocking生成网格。网格光顺界面如下图所示。

我们可以将up to value的值设置高一些,比如0.5以上。

对于下方的处理,通常是固定hexa_8,quad_4以及pyra_5,然后光顺tri_3与tetra_4,最后将所有的都进行光顺。具体方法也没有确定,可以自己进行尝试。采用这种方法可以比较有效的提高交界面位置网格质量。