膨胀层的应用与原理介绍

在计算流体力学（CFD）分析中，由于一些物理参数在边界层处的梯度变化很大，为了精确地描述这些参数，通常将边界层处的网格密度较其他地方划分得密一点。膨胀层（Inflation）主要用于CFD分析中处理边界层处网格，如图3-53所示。

图3-53 Inflation

【Inflation】选项组中的相关参数如下：

（1）Use Automatic Inflation（使用自动控制膨胀层）用于设置是否启动自动控制膨胀层，包括“None（不使用自动控制膨胀层）”“Program Controlled（程序控制膨胀层）”和“All Faces in Chosen Named（以命名选择所有面）”。

（2）Inflation Option（膨胀层选项）膨胀层选项对于二维分析和四面体网格划分的默认设置为Smooth Transition，还包括以下选项：

✧ Smooth Transition（平滑过渡）：在邻近层之间保持平滑的体积增长率，默认情况下总厚度取决于表面网格尺寸的变化。

✧ Total Thickness（总厚度）：保持整个膨胀层的厚度恒定，需要输入网格最大厚度值（Maximum Thickness）。

✧ First Layer Thickness（第一层厚度）：保持第一层单元的厚度恒定，需要输入第一层网格的厚度值（First Layer Height）。

✧ First Aspect Ratio（第一层纵横比）：指从基础膨胀层拉伸的纵横比来控制膨胀层的厚度，默认【First Aspect Ratio】为5，用户可修改该参数。(www.xing528.com)

✧ Last Aspect Ratio（最后层纵横比）：利用第一层高度值、最高层值及纵横比控制创建膨胀层。

（3）Transition Ratio（平滑比）用于设置平滑比率，系统默认为0.272，用户可根据需要进行更改。

（4）Maximum Layers（最大层数）用于设置膨胀层层数，系统默认为5，用户可根据需要进行更改。

（5）Growth Rate（生长速率）用于设置相邻两侧网格中内层和外层的比例，默认值为1.2，用户可根据需要更改。

（6）Inflation Algorithm（膨胀层算法）膨胀层算法有两种：前处理Pre（基于Tgrid算法）和后处理Post（基于ICEM CFD算法）。

✧ 前处理Pre：首先生成表面网格膨胀，然后生成体膨胀，可应用扫掠和二维网格划分，但是不支持邻近面设置不同的层数。

✧ 后处理Post：首先生成膨胀层面网格，然后生成体网格，默认选项为协调分片四面体网格，预览膨胀层仅对该算法有效。

（7）View Advanced Options（显示高级选项）当该选项设置为On时，Inflation设置会展开增加高级选项参数。