參數(shù)化網(wǎng)格生成技術(shù)為網(wǎng)格的快速、高質(zhì)量、自動(dòng)化生成提供了一種很好的解決途徑。特別是針對(duì)氣動(dòng)外形的局部修改時(shí)，會(huì)形成系列變化中的外形，制定好網(wǎng)格生成程序后，就能適應(yīng)氣動(dòng)外形的變化，并能通過(guò)修改少量參數(shù)，進(jìn)行網(wǎng)格加密、空間網(wǎng)格調(diào)整，達(dá)到優(yōu)化網(wǎng)格的目的。
1. 網(wǎng)格意義
CFD對(duì)流場(chǎng)進(jìn)行仿真分析，需要在流場(chǎng)中解流動(dòng)控制方程，對(duì)計(jì)算域進(jìn)行離散化是數(shù)值方法求解流動(dòng)控制方程的前提。網(wǎng)格剖分就是用來(lái)離散化計(jì)算域。通常計(jì)算域的邊界都是通過(guò)幾何外形來(lái)表達(dá)的，例如飛機(jī)表面到外場(chǎng)空間一定范圍被隔離成一個(gè)封閉的計(jì)算域，而在這個(gè)封閉計(jì)算域剖分的網(wǎng)格即可用來(lái)計(jì)算飛機(jī)在空氣中的氣動(dòng)特性。
2. 傳統(tǒng)網(wǎng)格剖分方法與缺點(diǎn)
傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格剖分方法主要是通過(guò)工程應(yīng)用人員利用通用網(wǎng)格軟件手動(dòng)繪制。首先導(dǎo)入CAD模型，然后利用模型曲線和曲面，繪制表面網(wǎng)格，然后生成附面層網(wǎng)格，最后構(gòu)建外場(chǎng)網(wǎng)格。通用網(wǎng)格軟件往往提供有豐富的工具，能夠精細(xì)的控制每個(gè)局部的網(wǎng)格及分布，從而得到高質(zhì)量的網(wǎng)格。但通用網(wǎng)格生成方法的缺點(diǎn)也比較明顯。
* 比較依賴(lài)人工經(jīng)驗(yàn)，軟件學(xué)習(xí)有一定難度。
* 局部細(xì)節(jié)調(diào)整多，工作量大。
* 網(wǎng)格生成周期長(zhǎng)，時(shí)間成本高。
* 數(shù)模變化適應(yīng)性不足，局部外形改動(dòng)意味著重新繪制網(wǎng)格。
3. Grille參數(shù)化網(wǎng)格介紹
Grille CFD參數(shù)化網(wǎng)格生成技術(shù)站在CFD應(yīng)用的角度思考，針對(duì)網(wǎng)格剖分工作量大、時(shí)間周期長(zhǎng)的難點(diǎn)，從網(wǎng)格生成基礎(chǔ)技術(shù)中發(fā)展而來(lái)。
1）網(wǎng)格生成流程
2）關(guān)鍵技術(shù)
* 基礎(chǔ)網(wǎng)格生成技術(shù)
* CAD內(nèi)核技術(shù)
* 網(wǎng)格信息關(guān)聯(lián)技術(shù)
* 附面層推進(jìn)技術(shù)
3）優(yōu)勢(shì)
* 網(wǎng)格生成過(guò)程自動(dòng)化，快速高效
* 網(wǎng)格參數(shù)控制靈活，修改方便
* 具備數(shù)模外形自適應(yīng)能力
* 流程簡(jiǎn)單，使用方便
與通用網(wǎng)格軟件對(duì)比
| 網(wǎng)格生成方式 | 優(yōu)勢(shì) | 劣勢(shì) |
| 通用網(wǎng)格生成 | 1) 適用范圍廣，幾乎適用所有幾何外形； 2) 控制精細(xì)，每個(gè)網(wǎng)格點(diǎn)、網(wǎng)格線都可手動(dòng)精細(xì)調(diào)整； 3) 可用商業(yè)軟件多，不需獨(dú)立開(kāi)發(fā)； | 1) 人力投入成本大，生成周期長(zhǎng)； 2) 網(wǎng)格修改、調(diào)整復(fù)雜，工作量大； 3) 不能適用外形變化，外形修改后需要重新畫(huà)網(wǎng)格； 4) 使用獨(dú)立，很難與其他CFD軟件之間形成良好的流程銜接 |
| 參數(shù)化網(wǎng)格生成 | 1) 生成過(guò)程自動(dòng)化，不需人工繪制； 2) 控制參數(shù)化，網(wǎng)格修改方便； 3) 應(yīng)用簡(jiǎn)單靈活，可獨(dú)立適用，也可用于集成開(kāi)發(fā)； 4) 針對(duì)專(zhuān)用外形，具有很好的外形適用性，程序復(fù)用性好； | 1) 需要針對(duì)特定外形的數(shù)模進(jìn)行程序開(kāi)發(fā)，首次開(kāi)發(fā)工作量大； 2) 軟件對(duì)應(yīng)特定系列外形，不具有普適性； |
5. 經(jīng)典案例
1）外形自適應(yīng)
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案例一
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案例二
2）網(wǎng)格質(zhì)量參數(shù)化控制
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案例三
3）參數(shù)化網(wǎng)格生成案例
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案例四
6. 總結(jié)
Grille CFD參數(shù)化網(wǎng)格生成軟件繼承了傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格生成質(zhì)量高的特點(diǎn)，同時(shí)又具備快速、自動(dòng)、自適應(yīng)外形變化的優(yōu)點(diǎn)，是對(duì)網(wǎng)格生成技術(shù)的深度探索和典型應(yīng)用。
