Gambit网格划分的一点技巧(二)---分块网格

CF 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
o 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。 a 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 xi Sizing Function 功能加密网格，如图（58）、（59）设置 → 点击体网格 → 选 r 择叶轮实体 → 点击 Apply，由于使用了加密，网格数比较巨大 1046594，如 mue 图（60）→ 检查网格质量，如图（61）、（62）。网格质量最差是 0.8623。
点在面上
点在图上
交叉点
点在体中心
图（29）
投影点
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
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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
点1
点2
ao 一、二维三通管例子 i 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 x 管路又可以再细分，如图（15）。 muer 主管路
支管路
图（14）
图（15）
进入 Gambit
点击
4
如图（16）
选择点 1、2，点击 Apply
选择点 4、6，点击 Apply
点击
右键点击 点击 Apply
选择要分割的面
在 Split with 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）。
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图（18）
图（19）
CFD
iao图（20）
rx 点击划分网格 mue 四个面 网格大小填 5
点击面网格
选择图（21）所示的
Source
图（58）
图（59）
16
图（60）
图（61）
图（62）
至此叶轮的网格划分完毕，叶轮的网格数为 3372×6+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
D 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 CF 面体网格的质量，如图（63）。
点击 Apply，如图（22）。
图（21）
图（22）
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选择剩下的两个面 图（23）。
网格大小填 1，网格类型默认 点击 Apply，如
CFD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
muerxiao 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)
muerxiao 图（4）
图（5）
图（6）
图（7）
2
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
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
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查。至此，进水段的网格已经划分完毕了。
选择 在弧 14 上选一合适点
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
CFD 备好了。
muerxiao 图（16）
图（17）
点击平面命令
点击分割面命令
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）、
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（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。
分割用的实体
ao 与四面体网 i 格结合的面 erx 图（63） u 3、蜗壳 m 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
分割用的平面 4 分割用的平面 3
蜗壳
CFD 分割用的平面1
muerxiao 分割用的平面2
图（64）
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+尺 寸函数
四面体网格，网
格大小 3
四面体网格，网
格大小 5
四面体网格，网 格大小 4
四面体网格，网 格大小 5
图（64）
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D 图（65）
圆平面
点3
图（30）
图（31）
创建一个圆面 → 点击体命令 → 点击分割实体
图（32）
CFD→ 选择要分割的实体→
在 Split with 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。
ao 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 muerxi 上的节点是一一对齐的。
（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
CFD 的网格数如图（55）所示 → 网格质量检查，如图（56）、（57）。
muerxiao 图（51）
图（52）
图（53）
图（54）
图（55）
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图（56）
图（57）
D 注：如果检查网格质量时我们选择了“显示最差单元”（show worst element ）
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
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(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）。
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对四边形网格进行网格质量检查，如图（25）、（26）。
选择
D 图（25）
图（26）
CF ，显示最差的单元。如图（27）
muerxiao
图（27）
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二、单级单吸离心泵例子（M129-50，如图 28）
1、吸入段
图（28）
D 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
CF 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。
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。
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如图（3）
D 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 CF 图（4）、（5）,六面体网格的 EquiAngle Skew 和 EquiSize Skew 都在 0.4 以
内。四面体网格的话 EquiAngle Skew 和 EquiSize Skew 都在 0.8 以内。如图 (6)、（7）。
图（42）
图（43）
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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。
系统自 动选择
CFD
muerxiao 图（44）
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）。
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用于分块的 平面
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
图（48）
图（49）
D 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 。
CF 2）同时选择三块实体做流体域。
rxiao图（50） ue 2、叶轮 m 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
Gambit 网格划分的一点技巧（二）---分块网格 对于数值计算来说，网格数量、网格类型和网格质量是至关重要的，三者之 中重要性从大到小应该是网格质量、网格数量、网格种类。对于网格种类，在离 心泵里面一般应用的是四面体或六面体网格，或者是两者的混合。由于流道的复 杂性，结构化的网格是很难办得到的。对于网格数量，按理来说网格越多，计算 的结果是越精确（相同条件下），但是这样就会要求更高的计算机配置，耗费更 高的计算时间，在上一节网格加密那里，我们已经知道，采用网格加密技术会带 来网格数量的激增。然而对于同一个模型来说四面体网格要比六面体网格数量多