ANSA中CFD网格细化方法

在上一篇文章中介绍了CFD网格细化方法之Size Field功能，在本篇文章中我们将继续介绍其他CFD网格细化方法。

1.手动细化策略

通常在ANSA中处理CFD网格的步骤是：导入模型、几何清理、网格划分、关键字设置、导出求解。这里我们介绍一下CFD网格的手动划分方法。（网格划分是基于几何清理完成的基础上）

通过Perimeters Spacing功能自动生成适用于CFD分析的节点分布，然后通过Generate Mesh，用CFD 网格划分算法一键进行网格划分。

在v24版本中，可以在Classic Mesh界面下找到Perimeters Spacing和CFD mesh功能。

在v25版本中，可以在Surface Mesh>MACROS下找到这两个功能。

 

这里，Curvature refinement起到了重要的作用。如下图所示, 分别执行spacing和CFD mesh功能，上图是没有开启Curvature refinement选项时的效果，下图是开启选项时的效果。可以看到在模型存在曲率和角度的边界处，在开启Curvature refinement后节点分布和网格细化呈现更好的效果。

1.1 CFD网格节点设置

1.2 CFD网格划分算法

这里包含了两个选项：Distortion angle和 Anisotropy aspect

Distortion angle: 控制相邻边或壳单元之间的最大角度，如果曲率大于这个角度，则会对该区域进行细化；如果输入为0，则会取消激活曲率细化。

Anisotropy aspect: 控制在曲面处生成的各向异性网格的最大纵横比，从而满足畸变角度。（但该功能不会应用于三角形网格）

2.CFD网格细化参数设置

在Mesh Settings功能中，我们也可以设置网格细化参数，在CFD算法下有两个细化方法：Curvature refinement和 Proximity refinement。Curvature refinement的详细内容可以参考上文。

下面具体介绍Proximity refinement。

该功能的目的是对模型中的邻近区域进行网格的自动细化。Between different PIDs/Parts和In the same PID/Part分别表示算法会检测不同PIDs/Parts和同一个Pid/Part之间的邻近区域，通过以下三个选项对邻近区域进行判定并应用设置的网格细化参数：

Maximum normal angle: 设置执行邻近区域检查的对向壳单元法向之间的最大角度。

Length to gap ratio: 设置细化后的单元长度和邻近区域间隙的比值。

Minimum length: 设置最小单元长度

执行前后的效果对比：

 

3.Wrap工具中的网格细化设置

v24版本中，可以在Classic Mesh>Octree下找到Wrap功能；

v25版本中，可以在Surface Mesh>WATERTIGHT下找到Wrap功能。

关于ANSA中包面工具的使用方法，可以查看B站官方账号视频：ANSA CFD包面网格生成与漏点检测

除上文所介绍的Curvature refinement和Proximity refinement，在包面工具中还有Features refinement和Map refinement两个选项进行网格细化。

3.1 Features refinement

在使用包面工具时，可以看到在Perimeters Capturing中有Special Perimeters的选项，在该选项激活的情况下，Wrap会抓取特征管理器中已经识别好的Special perimeters特征进行细化。

当激活Features refinement下的选项Sharp edges length以及Free edges length选项后，ANSA会根据相关的设置值在sharp edges和free edges处进行网格细化。

Sharp Edges：使用特征管理器对Sharp edge进行识别后，激活Feature mode选项，可在图中查看Sharp edge的分布情况。如下图所示：

将Sharp edges length设置为1，执行包面程序后，sharp edge处效果如下图所示：

Free Edges：同上，使用特征管理器对Free edge进行识别后，激活Feature mode选项，可在图中查看Free edge的分布情况。如下图所示：

将Free edges length设置为1，执行包面程序后，效果如下：

3.2  Map refinement

在执行包面之前，可以在比较重要的几何体上提前进行网格划分，然后激活Map surface length选项，包面工具将在已进行网格划分的区域创建与原始网格尺寸类似的单元，从而实现局部网格细化的操作。

原始模型：

激活Map surface length：

4.Leading Edge

在点开Features>Recognize后即可弹出如下界面，激活Special Perimeters>leading后点击Recognize即可自动识别Leading Edge。

然后进行相关参数的设置。ANSA会根据相关的设置值在Leading Edge处生成各向异性网格。

5.Hextreme工具中的网格细化设置

v24版本中，可以在Classic Mesh>Octree下找到Hextreme功能。

v25版本中，可以在Volume Mesh>UNSTRUCTURED下找到Hextreme功能。

Hextreme可以基于脏几何结构或FE网格形式，根据八叉树算法快速生成体网格和壳网格。

和Wrap工具类似，Hextreme中也支持多个网格细化参数的设置，如Curvature refinement，Features refinement，Proximity refinement。具体使用方法请参照上文。

更多关于Hextreme网格划分工具的用法，敬请期待后续我们将推出的相关视频。

6.ScaleMeshValue

ScaleMeshValue功能可通过ANSA CFD Layout下自带的脚本按钮激活。在25版本中可以通过打开CFD Layout，激活Custom> Scripts后找到该功能。

该功能可以自动缩放批处理网格划分方案中的所有长度值。支持读取Batch Mesh的Surface/Volume scenarios，包面工具创建的Variable Wrap实体以及Hextreme工具创建的Hextreme octree实体。只需选择想要调整参数的类目并设置缩放系数, 即可对其网格长度值进行缩放，从而实现网格细化。

调整前生成的网格：

调整后生成的网格：

从v25版本开始，该功能已被添加至Batch Mesh中，只需选中Surface/Volume scenario并点击右键Scale即可实现相同操作。

作者 | 赵周桥

BETA CAE 工程师