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万博ANSYS的博客

2021年8月25日

如何加速Ansys Fluent仿真万博与自适应网格

大多数计算流体动力学(CFD)模拟都是通过生成带有局部细化和粗化的手工网格来解决的。这些精细或粗糙的区域确保有足够好的分辨率来准确捕获重要区域的结果,同时也使总细胞计数易于管理。

尽管这种方法是确保准确性的好方法,但是在某些领域,过多的细化会导致较长的求解时间,或者过少的细化会导致较不准确的结果。

如果有一种方法可以根据解决方案自动细化或粗化网格,以获得最准确的结果呢?

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最佳实践现已嵌入到燃烧和多相应用的网格自适应设置中。

有,这就是自适应网格划分。

多面体非结构化网格适配(PUMA)支持Ansys Fluent中所有3D单元类型的适配。万博

什么是自适应网格划分?

自适应网格划分是一种基于解对仿真网格进行细化的方法。这个方案万博Ansys流利使您能够从非常粗糙的网格开始,并动态地细化高梯度区域。

动态网格自适应可以与多面体非结构网格自适应(PUMA)方法相结合。PUMA不依赖于任何模板进行细化,这不会将此适应方法限制为特定的元素类型。网格在被精炼后也可以被粗化。

在最新版本Ansys 2021 R2中,燃烧和多相应用的最佳实践已嵌入到Ansys Fluent的网格适应设置面板中,从而实现:万博

  • 高达70%的细胞计数减少
  • 高达4倍的速度为稳定状态的情况下

自适应网格的行动

桑迪亚火焰D是一个富燃料湍流扩散甲烷/空气喷射火焰试验箱。在甲烷和空气流入之间注入先导火焰。用两种不同的粗网格进行了两次测试,分析了它们的精度和最终的细胞数差异。

网格自适应程序自动将关键区域的网格细化为les级网格,包括反应区、剪切层和再循环区。我们看到,两种情况下的结果与实验数据相比都是准确的。

Fluent的自适应网格解决方案显示,在一系列反应流情况下,与非自适应精细LES网格相比,总细胞计数减少了30-70%。

网格适应燃烧情况已被证明可以减少高达70%的细胞计数

喷雾分手

网格自适应也可以用来帮助准确有效地模拟多相模拟,比如液体射流的破裂。将流体体积模型(VOF)与离散相模型(DPM)的混合多相模型相结合,结合动态网格自适应。VOF模型跟踪液气界面,而DPM是一个单独的求解器,跟踪悬浮在欧拉相中的离散粒子。 

这个VOF到DPM模型的核心是一个算法,它寻找从喷雾的主要液体体中分离出来的液体块,然后将它们转换为点质量以进行进一步跟踪。这种方法使我们能够不跟踪较小液滴的界面,并减少了对非常精细网格的需求。

该混合模型的第二个重要部分是动态网格的细化和粗化。界面区域用细网格跟踪,一旦确定了要转移到DPM模型的斑点,局部网格被粗化以保持细胞计数可管理。

要了解Fluent网格适应模型的所有新增强功能,请申请按需网络研讨会,万博Ansys 2021 R2: Ansys Fluent网格适应更新

网格自适应可以与Ansys Fluent的流体体积(VOF)到万博离散相模型(DPM)模型相结合,有效地求解多尺度多相问题。

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