Gambit网格划分的一点技巧(二)---分块网格资料下载.pdf

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而当采用大小为20的四面体网格时，网格数就少了很多，为771，但是网格对实体的逼近性就显得很差。

也就是说相同数量的网格，六面体的可以分出更细致的单元。

图

（1）图

（2）从图（3）的分解图我们也可以看出来，一个六面体可以分解出六个四面体。

muerxiaoCFD2如图（3）对于网格质量来说，一般规则的模型用六面体网格是要比四面体网格好。

如图（4）、（5）,六面体网格的EquiAngleSkew和EquiSizeSkew都在0.4以内。

四面体网格的话EquiAngleSkew和EquiSizeSkew都在0.8以内。

如图（6）、（7）。

图（4）图（5）图（6）图（7）muerxiaoCFD3在流体分析里面，网格线与流动是否一致也会影响计算精度。

六面体网格在这方面一般会比四面体网格优秀。

但有时候对于复杂的模型，四面体网格有其独特的优势，那就是容易划分，而六面体网格即使是划分出来了，网格的质量也不见得要比四面体网格的好。

基于以上的理由，我们可以这么想，在大致规则的地方我们可以采用六面体网格，而复杂的地方我们可以采用四面体网格。

要达到这个目的我就需要把模型分块，分出一些规则的块，进行六面体网格，剩下一些复杂的块生成四面体网格。

以单级单吸离心泵为例，吸水室一般可以生成六面体网格，经过精心安排还可以划分出结构化六面体网格，如图（8）、（9）、（10）。

对于压水室我们可以把它分成几块来划分四面体网格，如图（11）、（12）。

图（8）图（9）图（10）图（11）图（12）扩散段，采用六面体网格螺旋段，网格尺寸逐渐变化的四面体网格muerxiaoCFD4对于叶轮，从叶片角度看，我们可以把叶片头部往后的一段分离出来，然后分块网格，如图（13）。

图（13）下面我们将举两个例子来说明分块网格的操作步骤。

一、二维三通管例子如图（14）所示二维三通管，可大致分为两部分，主管路和支管路。

而主管路又可以再细分，如图（15）。

图（14）图（15）进入Gambit点击如图（16）六面体部分四面体部分叶片头部采用网格加密技术主管路支管路muerxiaoCFD5选择点1、2，点击Apply选择点4、6，点击Apply点击右键点击选择在弧14上选一合适点点击Apply在弧14上选一合适点点击Apply点击点击点击Apply，生成圆弧的圆心点点击右键点击选择圆弧选择选择圆心和点3、5点击Apply，最后如图（17）。

至此分割平面要用的线已经准备好了。

图（16）图（17）点击平面命令点击分割面命令选择要分割的面在Splitwith选择选择直线12点击Apply，如图（18）。

此时图形变成了蓝色，如图（19）。

按此方法利用其他边分割平面，最后分割好之后如图（20）。

muerxiaoCFD6图（18）图（19）图（20）点击划分网格点击面网格选择图（21）所示的四个面网格大小填5点击Apply，如图（22）。

图（21）图（22）muerxiaoCFD7选择剩下的两个面网格大小填1，网格类型默认点击Apply，如图（23）。

图（23）通过分块之后我们可以在这个图形上画出四边形结构网格。

即使不划分结构网格，我们也可以通过分块对网格进行局部加密。

如图（24）。

图（24）muerxiaoCFD8对四边形网格进行网格质量检查，如图（25）、（26）。

图（25）图（26）选择，显示最差的单元。

如图（27）图（27）muerxiaoCFD9二、单级单吸离心泵例子（M129-50，如图28）图（28）1、吸入段单级单吸离心泵的吸入段一般都是收缩的锥管，也有稍为是扩散的。

而为了进水的均匀性和消除进口的漩涡，一般还会有挡板，如图（8）所示。

相对叶轮和蜗壳而言，进水段虽然比较简单，但是由于挡板形状的影响，也不能直接划分六面体网格。

如果把挡板分离出来，划分六面体网格就容易很多了。

把实体导入gambit删除叶轮和蜗壳实体点击点命令右键单击“坐标点”命令按钮，选择“点在线上”命令，如图（29）在要图（29）创建点的曲线上点击一下点击Apply，如图（30）创建两个点点击面坐标点点在线上点在面上点在图上交叉点点在体中心投影点muerxiaoCFD10命令右键点击“四边平面”命令点击“圆平面”命令，如图（31）点击三点建园命令，如图（32）选择图（30）所示的三个点点击Apply图（30）图（31）图（32）创建一个圆面点击体命令点击分割实体选择要分割的实体在Splitwith后面选择Faces（real），如图（32）选择前面创建的圆平面点击Apply，如图（33）。

至此，圆柱段和锥段已经分开了。

注意：

用这种方法分割的两个实体是相互有联系的，在划分网格的时候，公共面上的节点是一一对齐的。

图（33）下面来分割锥段。

点击创建点命令点击移动/复制命令选择要移动的两个点，如图（35）因为我们是要在挡板上复制两个点出来，所以选择Copy想X负方向复制出两个点，距离为5，所以在X栏上填-5，如图圆平面点1点2点3muerxiaoCFD11（34）点击Apply如图（35），得到两个点用同样的方法复制出右边两个点把Coppy改为Move，把上面两个点沿Y正向移动5，把下面两个点沿Y负向移动5最后把四个点向Z正方向移动20，如图（36）。

图（34）图（35）图（36）点击面命令选择多边面命令，如图（37）依次选择上面创建的四个点，如图（38）点击体命令选择扫掠面命令，如图（38）。

图（37）图（37）图（38）选择要扫掠Define的面在Path后面选择Vector（向量），如图（39）点击Define在direction下面选择扫掠的方向，Z轴的负方向在Magnitude后面填上要扫掠的距离，如图（40）点击Apply点击Apply，如图（41）点1点1多边面扫掠面muerxiaoCFD12图（39）图（40）图（41）点击体命令点击分割体命令分别选择要分割的实体和分割用实体，取消Bidirectional选择，如图（42）点击Apply，如图（43）。

挡板被分离出来了。

图（42）图（43）muerxiaoCFD13下面我们分三块实体来划分体网格。

先划分挡板部分，再划分剩下的锥段部分，最后划分圆柱部分。

点击体网格命令选择挡板部分网格大小取5，如图（44）点击Apply。

如图（45）。

图（46）、（47）为网格质量检查。

网格数为154。

图（44）图（45）图（46）图（47）选择剩下的锥段划分体网格，网格大小为5，其他设置为默认选择圆柱部分分体网格，网格大小为5，其他设置为默认，如图（48）。

两部分的网格数为1440和4890。

如图（49）为总网格的质量检查。

其实每块网格的质量都应检系统自动选择muerxiaoCFD14查。

至此，进水段的网格已经划分完毕了。

图（48）图（49）进水段边界条件设置要注意的问题：

1）选择如图（50）所示两个面做interface。

2）同时选择三块实体做流体域。

图（50）2、叶轮叶轮是离心泵的心脏，叶轮网格的质量、数量和分布对计算精度的影响是很大的。

虽然利用Gambit对整个叶轮划分六面体网格是困难的，但是我们可以通过分块的方法，把叶轮的部分地方划分为六面体网格，如图（13）所示分块。

由于三维软件建模比较方便，我们可以在三维软件里面建立我们需要的分割平面，如图（50）。

muerxiaoCFD15图（50）按照前面的方法分割叶轮合并各部分实体上的小曲面，如图（51）选择如图（52）所示的6个曲面划四边形网格，网格设置如图（53）选取图（54）所示的6块实体划体网格，网格大小为2，其余按默认设置，每块实体的网格数如图（55）所示网格质量检查，如图（56）、（57）。

图（51）图（52）图（53）图（54）图（55）用于分块的平面muerxiaoCFD16图（56）图（57）注：

如果检查网格质量时我们选择了“显示最差单元”（showworstelement）那一项，就会显示出网格里面外斜度最差的网格和他的外斜度数值，如图（57）。

由图我们可以知道0.715514这个数值是有叶轮的几何形状所决定的（出口边太尖锐了）。

这个数值一般比起四面体网格的要好，读者可以自己验证。

显示剩余部分实体为了进口边网格能更贴近几何实际，在进口边采用SizingFunction功能加密网格，如图（58）、（59）设置点击体网格选择叶轮实体点击Apply，由于使用了加密，网格数比较巨大1046594，如图（60）检查网格质量，如图（61）、（62）。

网格质量最差是0.8623。

图（58）图（59）SourcemuerxiaoCFD17图（60）图（61）图（62）至此叶轮的网格划分完毕，叶轮的网格数为33726+1046594=1066826回顾上面划六面体网格的时候，我们采用的是非结构网格，其实可以采用结构化网格，但是要注意与四面体网格结合的那个面的网格大小，因为它会影响四面体网格的质量，如图（63）。

图（63）3、蜗壳离心泵蜗壳螺旋段截面从隔舌开始是逐渐变大的，为了在隔舌那里得到贴体的网格，就要小尺寸的网格，但是如果整个蜗壳都采用这么小的网格的话会导致网格数量很庞大，所以分块网格是解决这一矛盾的好方法。

具体做法如下：

打开Gambit导入实体，如图（64），用来分割实体的实体和平面在三维软件里面生成应用之前的方法分割蜗壳合并各部分实体的曲面如图（64）划分各部分网格，总网格数为178299检查网格质量，如图（65）、与四面体网格结合的面muerxiaoCFD18（66）、（67），在检查网格质量的时会发现最差的网格一般出现在分块的交界面附近，特别是混合网格的交界面，这要求我们想办法去改善。

图（64）图（64）蜗壳分割用的实体分割用的平面1分割用的平面2分割用的平面3分割用的平面4六面体网格，网格大小6四面体网格，网格大小5四面体网格，网格大小5四面体网格，网格大小5四面体网格+尺寸函数四面体网格，网格大小3四面体网格，网格大小4muerxiaoCFD19图（65）图（66）图（67）至此分块网格的一些技巧和命令的应用分享到这里。

总结分块网格，有几个问题是大家要注意的：

第一，在划分网格之前要清楚知道想要怎样的分块，就是要在哪里把实体分割，分割成怎样的形状，这样