如今,在模拟软件的预处理过程中遇到的最大问题是,模拟工程师手动设置了许多参数,操作相对复杂,并且预处理时间至少占完整仿真操作时间的70%。几何模型变得越来越复杂,细节处理的要求也越来越高。自动和方便的网格产生以及生成的网格的质量已成为模拟软件预处理部分的主要竞争目标。
多层次的网络
多级网络键是自动网格划分中使用的方法之一。常见的多层次数据结构包括树数据结构和阻止数据结构。
树数据结构
块数据结构
多层网格的计算方法是复合网格的迭代计算。由于细网格的截断误差小于粗网格的截断误差,因此可以将其映射到粗网格水平,因此多层网格可以减少计算误差。
复合网迭代计算的示意图
以上图为例,在复合网格中,网格尺寸H的粗网格覆盖了整个区域,网格尺寸H的细网格覆盖了局部区域。在粗网格水平上计算流体方程后,粗网格将给出细网格边界条件,然后通过这种边界条件计算细网格覆盖的区域中的流体方程。计算完成后,需要纠正粗网格级别的截断误差。具体方法如下:
网格划分过程中使用的算法是BR域分解算法。对于每个划分的域,首先计算需要在每个方向上分配的网格,在每个方向上找到最大的变化,并将网格分开,直到每个新创建的计算域都满足集合需求参数为止。
具体实现
选择特定的特征值,例如涡度,相变率,实心边界距离等。这种特征值通常在网格上更大的截断误差,以更大的变化,因此需要多级网格细化以减少误差并增加错误并增加模拟精度。
以实体边界距离为例,在以下情况下,需要将实体边界部分分为多个级别,但是固体的内部不被分离。
输入参数:
参数输入完成后,可以执行一键式除法。
多层分区示例1
多层分区示例1结果
多级分区示例2
多层分区示例2结果
可以看出,网格已在实心边界周围进行了完善,这可以有效地减少此部分的截断误差。
在使用软件期间,可以通过输入合理的参数来快速自动完成网格,从而在预处理过程中节省了很多时间。完成预处理网格划分后,可以执行诸如边界条件设置之类的操作。完成后,可以运行模拟程序以获得较低错误的仿真结果。
JIDED使用多级网格锻炼技术,这需要减少预处理的工作,并使数值计算更加稳定和准确。它具有丰富的多相流量模型,可以模拟单相,多相流,非牛顿流体和水合物。基于MPI的并行算法大大加快了计算,并为工业用户提供了专业可靠的流体模拟解决方案。