高质量网格生成技术在CFD模型中的关键作用

网格生成是建立CFD模型的基础。生成高质量的网格有益于提升CFD的计算精度和计算效率。网格生成技术的关键因素是对几何外形的适应性和生成网格的时间、费用。对于复杂的CFD问题，网格生成既耗时，又易出错，因此生成网格所需的时间常常大于实际CFD计算的时间。

单元是构成网格的基本元素。在结构网格中，常用的二维网格单元是四边形单元[图4-2（2）]，常用的三维网格单元是六面体单元[图4-3（2）]。而在非结构网格中，常用的二维单元还有三角形单元[图4-2（1）]，常用的三维网格单元还有四面体单元[图4-3（1）]和五面体单元，其中五面体单元还可分为棱锥形[或楔形，如图4-3（3）]和金字塔形单元[图4-3（4）]等。

图4-2 常用的二维网格单元

图4-3 常用的三维网格单元

网格分为结构网格和非结构网格。在结构网格（图4-4）中，节点排列有序、邻点间关系明确。而在非结构网格（图4-5）中，节点的位置无法用固定的规则进行有序的命名。非结构网格虽然生成过程较为复杂，但具有很好的适应性，特别是对于具有复杂边界的流场问题。非结构网格常常通过特定的程序或软件来生成，其缺点是需要较大的内存与计算量。

图4-4 结构网格(www.xing528.com)

图4-5 非结构网格

网格区域分为单连域和多连域。单连域是指求解区域边界线内不包含非求解区域。单连域内的任何封闭曲线都能连续地收缩至一点而不越过其边界。如果在求解区域内包含非求解区域，则称该求解区域为多连域。绕流流动都属于多连域问题。

对于绕流问题的多连域内的网格，有C形（图4-6）和O形（图4-7）两种。C形网格像一个变形的C字，围在翼型的外面。O形网格像一个变形的圆，一圈一圈地包围着翼型。这两种网格都属于结构网格。

图4-6 C形网格

图4-7 O形网格