动网格计算的两种处理方式及设置区域运动

目前对于动网格主要有两种处理方式：①采用网格重构；②采用重叠网格。

1.网格重构

动网格模型用于计算运动边界问题，以及边界或流域内某个物体的移动问题。在计算之前，应先定义体网格的初始状态，在边界发生运动或变形后，其流域的网格重新划分在Flu-ent内部自动完成。边界的形变或运动过程可以用边界行函数来定义，也可用UDF函数定义。动网格模型主要用来求解非定常问题，在求解过程中通常会消耗大量计算时间和资源。

在Fluent中进行动网格计算时，需要定义动网格计算模块。其设置过程为，在导航面板上单击【Dynamic Mesh】，然后在动网格任务栏里单击【Dynamic Mesh】激活动网格选项。设定动网格有如下选项：

（1）网格方法【Mesh Methods】 其栏中有弹性网格光顺更新【Smoothing】、动态层面网格更新【Layering】和网格再划分【Remeshing】3个选项，单击【Set-ting…】可进一步设置。设置后可进行创建动网格区域，可以在rigid body中使用UDF指定刚体运动或网格变形，同时也可以在相对或绝对参考系中定义变形和运动，如图15-22所示。

图15-22 动网格设置

（2）选项【Options】 其栏中有圆柱内腔【In Cylinder】、六自由度【Six DOF】和隐式更新【Implicit Update】3个选型，单击【Setting…】可进一步设置。对诸如模拟活塞运动问题，可选择【In Cylinder】，主要设置曲柄轴、曲柄轴起始角、曲柄周期、活塞冲程等参数。(www.xing528.com)

2.重叠网格

重叠网格技术在18.0版本出现，为动网格问题模拟提供了一种新的解决思路。在Fluent中利用重叠网格需要做两步工作：①改变重叠边界类型为Overset；②设置Overset interface，指定Background zones与Component zones。

重叠网格适用于求解和设置包括如下：稳态和瞬态（固定网格）、二维和三维、压力基耦合求解器、密度不可压缩、单相或VOF多项流、传热、kε和SST kω湍流模型，还包括BETA下的动网格、可压缩流、表面张力、压力远场边界条件、压力基分离求解器，但不支持基于节点的梯度算法。

利用重叠网格方法，首先根据问题分别划出两套网格：Background网格从菜单【File】→【Read】→【Mesh】导入，Component网格从Ribbon功能区【Append】→【Append Case File…】导入组装。其次设置区域运动，如图15-23所示；边界条件设置，如图15-24所示；Overset Interface交界面设置，如图15-25所示。最后进行其他设置并求解。注意利用TUI命令“/define＞beta feature access”开启Beta模式，否则区域运动与Overset不兼容。

图15-23 设置区域运动