網(wǎng)格技術(shù)網(wǎng)格基礎(chǔ)知識_第1頁
網(wǎng)格技術(shù)網(wǎng)格基礎(chǔ)知識_第2頁
網(wǎng)格技術(shù)網(wǎng)格基礎(chǔ)知識_第3頁
網(wǎng)格技術(shù)網(wǎng)格基礎(chǔ)知識_第4頁
網(wǎng)格技術(shù)網(wǎng)格基礎(chǔ)知識_第5頁
已閱讀5頁,還剩1頁未讀, 繼續(xù)免費閱讀

下載本文檔

版權(quán)說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請進行舉報或認(rèn)領(lǐng)

文檔簡介

網(wǎng)格技術(shù)網(wǎng)格基礎(chǔ)知識導(dǎo)讀:討論網(wǎng)格的基礎(chǔ)知識,網(wǎng)格質(zhì)量要求及判定指標(biāo),并探討網(wǎng)格優(yōu)化問題。數(shù)值仿真的首要工作是前處理,即網(wǎng)格劃分,網(wǎng)格劃分的本質(zhì)是利用有限個離散的單元體來代替連續(xù)的計算域。在數(shù)值仿真三個階段中,前處理占約40-60%,數(shù)值計算5-20%,計算處理后處理約占30%。因此前處理的工作既繁瑣又重要,它是進行數(shù)值仿真正確分析的基礎(chǔ)。網(wǎng)格特征幾何要素:網(wǎng)格生成就是將研究對象離散成單元的過程,二維/三維網(wǎng)格主要包括5個幾何要素:(1)Cell:單元體,離散化后的計算域網(wǎng)格所確定。;(2)Face:面,Cell的邊界;(3)Edge:邊,F(xiàn)ace的邊界;(4)Node:節(jié)點,Edge的交匯處/網(wǎng)格點;(5)Zone:區(qū)域,一組節(jié)點、面和(或者)單元體。邊界條件數(shù)據(jù)存儲在Face中,材料數(shù)據(jù)和源項存儲在Zone的Cell中網(wǎng)格形狀:2D模擬中,常見的網(wǎng)格形狀為三角形和四邊形;3D模擬中,包括有四面體、六面體、棱柱形和多面體網(wǎng)格。結(jié)構(gòu)化與非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格:結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格是指網(wǎng)格區(qū)域內(nèi)所有內(nèi)部點都具有相同的毗鄰單元,意味著每個點都有相同數(shù)目的鄰點。結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格的優(yōu)勢在于:區(qū)域邊界擬合容易實現(xiàn)、網(wǎng)格生成速度快、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)簡單、網(wǎng)格質(zhì)量好。其不足在于適用范圍較窄,對復(fù)雜幾何模型劃分難度高。非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格是指網(wǎng)格區(qū)域的內(nèi)部點不具有相同的毗鄰單元,也就是說區(qū)域內(nèi)不同內(nèi)部點相連的網(wǎng)格數(shù)目不同。非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格對于復(fù)雜幾何模型的網(wǎng)格生成比較友好。網(wǎng)格類型選取網(wǎng)格類型的選取需要考慮三方面:網(wǎng)格劃分時間、計算量以及精確度。網(wǎng)格劃分時間:對于簡單的幾何體,無論是結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格還是非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格,其劃分時間都不是太長。對于復(fù)雜的幾何體,劃分分塊結(jié)構(gòu)網(wǎng)格非常耗時,因此對于復(fù)雜幾何體,使用非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格將大大減少網(wǎng)格劃分時間。計算量:對于復(fù)雜幾何體,相比于四邊形或六面體網(wǎng)格,采用三角形或四面體網(wǎng)格會使網(wǎng)格數(shù)大大減少,這是因為相比較而言,三角形/四面體網(wǎng)格更容易調(diào)整大小,另外將整體計算域的四面體網(wǎng)格轉(zhuǎn)換為多面體網(wǎng)格也能減少總網(wǎng)格數(shù)。精確度:在流體計算中,容易產(chǎn)生數(shù)值擴散,即假擴散,假擴散是相對真實流動擴散而言,它并不是實際物理過程,而是因為數(shù)值截斷誤差產(chǎn)生的。假擴散與網(wǎng)格息息相關(guān):(1)假擴散造成的影響與網(wǎng)格數(shù)相反,也就是說減少假擴散的措施之一是增加網(wǎng)格數(shù)量,細(xì)化網(wǎng)格;(2)所有數(shù)值求解都存在一定的假擴散,這是由于求解控制方程離散格式的截斷誤差造成的;(3)當(dāng)真實擴散作用較小時,數(shù)值擴散影響較大;(4)當(dāng)流動方向與網(wǎng)格正交時,數(shù)值擴散最低,這與網(wǎng)格選擇有關(guān)。當(dāng)使用三角形/四面體網(wǎng)格時,流動永遠(yuǎn)不會與網(wǎng)格正交,而使用四邊形/六面體網(wǎng)格時,有可能使網(wǎng)格與流動方向垂直,但對于復(fù)雜幾何,這也很難實現(xiàn)。網(wǎng)格質(zhì)量一維網(wǎng)格評價指標(biāo):檢查網(wǎng)格內(nèi)部是否存在自由端點和剛性端點:其中自由端點主要是檢查是否存在自由端點或自由節(jié)點(即與其他單元不相連)在一維單元容易出現(xiàn)這個問題,如質(zhì)量集中單元等。剛性單元主要檢查是否形成有環(huán)狀的剛性單元。二維網(wǎng)格評價指標(biāo):二維網(wǎng)格的幾何形狀主要是三角形和四邊形。主要的質(zhì)量指標(biāo)有:單元長度,翹曲角,單元邊長比,內(nèi)角大小,扭曲角,雅可比比率(Jacobianratio)。(1)單元長度比:為單元最大邊長與最小邊長之比,理想的單元長度比為1。單元可能需要較大的邊長比,最小邊放在梯度最大的地方,這是因為在一個單元內(nèi),如果某一邊的梯度很大,這一邊又很長,那么誤差就很大。(2)內(nèi)角大?。褐傅氖侨切螁卧獌?nèi)角,即三角形三個內(nèi)角的大小。(3)三角形單元扭曲角。這一指標(biāo)表征了單元在單元面內(nèi)的扭曲程度。定義為:對應(yīng)邊中點連線的夾角中最小角的余角,即三角形單元扭曲角

為中內(nèi)角,見下圖。另外還有一種定義:單元相鄰邊夾角與

之間的差值。(4)四邊形單元扭曲角。該指標(biāo)的定義為:對應(yīng)邊中點連線的夾角中最小角的余角,即四邊形單元扭曲角

見下圖。另外一種定義是:單元相鄰邊夾角與90^之間的差值。(5)四邊形單元翹曲角。該指標(biāo)表征了單元在單元的面外的翹曲程度,面外翹曲發(fā)生在單元面的節(jié)點不共面的時候。其定義如下:依次沿對角線將四邊形分為兩個三角形,尋找這兩個三角形所在面構(gòu)成夾角的最大值,該角即為劃曲角,即

,見下圖:(6)弦偏離度。即單元各邊中點與各點在對應(yīng)邊上的投影點的距離值,見圖

中的

。(7)雅可比比率。即單元內(nèi)各個積分點Jocabian行列式值中的最小值與最大值之比,計算公式如下:

式中

為雅可比比率,

為最大和最小雅可比行列式值。且

三維網(wǎng)格評價指標(biāo):對于六面體網(wǎng)格的網(wǎng)格質(zhì)量評價指標(biāo)與二維大同小異,而對于四面體網(wǎng)格需要另外檢查如下幾個指標(biāo):(1)四面體單元埋塌(collapse)值,其計算公式如下:式中,

為各個頂點到對應(yīng)面的距離值;

為對應(yīng)面的面積;sqrt(?)為取平方根運算的函數(shù)。(2)四面體單元的體積扭曲(skew)值。對于任意一個四面體單元,定義一個過該四面體四個頂點的外接球體,如下圖所示,再依照球體的半徑,計算出一個理想四面體的體積,該體積假定為

,

實際四面體單元的體積為

,參照理想四面體的體積,按照下面公式計

溫馨提示

  • 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
  • 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
  • 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁內(nèi)容里面會有圖紙預(yù)覽,若沒有圖紙預(yù)覽就沒有圖紙。
  • 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
  • 5. 人人文庫網(wǎng)僅提供信息存儲空間,僅對用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護處理,對用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內(nèi)容負(fù)責(zé)。
  • 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
  • 7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時也不承擔(dān)用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。

最新文檔

評論

0/150

提交評論