3模型的网格划分解析

3 模型的网格划分当用户点击Operation工具框中的Mesh命令按钮时，GAMBIT将打开Mesh子工具框。

Mesh子工具框包含的命令按钮允许用户对于包括边界层、边、面、体积和组进行网格划分操作。

与每个Mesh子工具框命令设置相关的图标如下。

本章以下部分将详细说明与上面列举的每个命令按钮相关的命令。

3.1 边界层3.1.1 概述边界层确定在与边和/或者面紧邻的区域的网格节点的步长。

它们用于初步控制网格密度从而控制相交区域计算模型中有效信息的数量。

示例作为边界层应用的一个示例，考虑包括一个代表流体流过管内的圆柱的计算模型。

在正常环境下，很可能在紧靠管道壁面的区域内流体速度梯度很大，而靠近管路中心很小。

通过对壁面加入一个边界层，用户可以增大靠近壁面区域的网格密度并减小靠近圆柱中心的网格密度——从而获得表征两个区域的足够的信息而不过分的增大模型中网格节点的总数。

一般参数要确定一个边界层，用户必须设定以下信息：∙边界层附着的边或者面∙确定边界层方向的面或者体积∙第一列网格单元的高度∙确定接下来每一列单元高度的扩大因子∙确定边界层厚度的总列数用户还可以设定生成过渡边界层——也就是说，边界层的网格节点类型随着每个后续层而变化。

如果用户设定了这样一个边界层，用户必须同时设定以下信息：∙边界层过渡类型∙过度的列数3.1.2 边界层命令生成边界层Create Boundary Layer命令允许用户在一条边或者一个面附近定义网格节点步长。

要生成一个边界层，用户必须设定以下参数：∙定义∙过渡特性∙附着实体和方向设定边界层定义要定一边界层，用户必须设定两类特征：∙尺寸∙内部连续性∙角形状尺寸特征包括诸如边界层列数以及第一列高度等因数。

内部连续性特征确定边界层重叠在相邻边界层印记上的印记行为。

角形状特征确定网格在连接边界层与附着边的Corner 或者Reversal点周围区域的网格形状。

设定尺寸特征要设定边界层的尺寸特征，用户必须设定以下四个参数中的三个：∙第一列高度∙增长因子∙列数∙总高度上面列举的前三个参数定义如下（如图3－1）：∙第一列高度(a)设定边界层附着的边或者面与网格节点第一个完整列之间的距离。

∙增长因子提供一个比例b/a其中b是第一和第二个完整列之间的距离，a是第一列高度。

边界层中任意两列之间的距离等于前面两列之间的距离乘以增长因数。

∙列数(n)设定边界层中完整列的总数。

所有三个参数都影响边界层的总厚度(D)。

图3－1：边界层定义设定设定内部连续性当用户将边界层附着于作为提供体积一部分的面时，GAMBIT将边界层印在所有作为该体积一部分的相邻面上（如图3－2(a)）。

如果用户将边界层附着于一个体积的两个或者多个相邻面上时，边界层将在边界层附着边公共相邻面上印记必要的搭结部分（如图3－2(b)）。

图3－2：边界层印记Create Boundary Layer窗口中的Internal continuity选项确定GAMBIT在相邻面上印记边界层的方式以及印记搭结区域的网格类型。

∙如果用户选择了Internal continuity选项，GAMBIT将不再相邻面上相互印记边界层。

另外，GAMBIT将更改搭结区域的网格类型使得该印记成燕尾形连接（如图3－3(a)）。

∙如果用户没有选择Internal continuity选项，GAMBIT将按上面描述的方式将边界层印记载相邻面上（如图3－3(b)）。

图3－3：Internal continuity选项的影响除了影响印记搭结区域的网格类型之外，Internal continuity选项将直接影响适用于应用了边界层的体积的网格化分方案类型。

例如，如图3－3(b)所示的体积可以用Map网格划分方法划分网格——划分结果网格如图3－4(a)所示。

相对的，图3－3(a)中所示的体积不能应用Map格式进行网格划分，因为位于前部面（以及印记搭结区域）上底部右侧角位置的顶点要作为Side顶点处理。

要为图3－3(a)所示的体积划分网格，最合理的是对前面用Pave网格划分格式，然后对整个体积用Cooper网格划分格式，将前面和后面作为源面（如图3－4(b)）。

设定角形状GAMBIT允许用户控制连接两条边界层附着边的Corner或者Reversal点周围区域的网格形状。

要进行此项操作，用户必须选择或者是取消（缺省）Create Boundary Layer窗口中的Wedge corner shape选项。

Wedge corner shape选项产生以下影响（如图3－5）：∙如果用户选择了Wedge corner shape选项，GAMBIT将在围绕连接点的区域生成楔形边界层（如图3－5(a)）。

∙如果用户不选择Wedge corner shape选项，GAMBIT将在连接点周围区域生成方形边界层（如图3－5(b)）。

图3－5：Wedge corner shape选项的影响如果两条边在一个Corner或者Reversal点相交，并且每条边有一个独立的边界层，则要在角位置生成一个楔形边界层，用户在生成每个独立的边界层时必须选择Wedge corner shape选项。

设定过渡特征边界层过渡特征包括两部分：∙过渡类型∙过渡列数设定过渡类型过渡类型确定边界层靠近最外部区域列上的网格节点布置。

边界层国土类型以一个比例A: B来确定，其中B是给定列中网格间隔数目，A是紧邻前面一个完整列重网格间隔数目。

GAMBIT允许用户设定四种过渡类型中的任何一种——1:1，4:2，3:1或者5:1。

图3－6显示了四种不同的代表上面列举的四种过渡类型的两列边界层。

图3－6：边界层过渡类型注意：边可以作为四种过渡类型之一的寄主，但是面仅仅可以作为1:1过渡类型的寄主。

设定过渡列数当用户设定除了1:1之外的任意过渡类型时，用户也必须设定过渡列数——也就是说，过渡类型应用的最外面的列数。

GAMBIT对于除了过渡列之外的所有列应用1:1类型。

图3－7显示了过渡列数对于具有4:2过渡类型的三列边界层的影响。

图3－7：过渡列数的影响设定附着实体和方向要确定边界层的位置，用户必须指定边界层附着的边或者面。

如果该边或者面分别被两个或者多个面或者体积共用，用户必须设定该面或者体积来确定边界层的方向。

例如，长方体的每条边都被两个矩形面共用。

如果用户要在该体积的一条边上附着边界层，用户必须设定相应的面来确定边界层方向。

当用户设定边界层附着的一条边或者一个面时，GAMBIT将在图形窗口中凸现该边或者面，并显示以下项目：∙当前设定的边界层∙只是边界层方向的箭头用户可以通过Create Boundary Layer窗口中的Attachment列表框（边或者面）或者鼠标来该边边界层的方向。

通过列表框更改方向当用户在Create Boundary Layer窗口的Attachment列表框中设定一条边或者一个面时，该列表框显示指定的实体以及确定边界层方向面或者体积。

要通过该列表框更待边界层的方向，用户可以进行以下操作之一。

1.在Attachment列表框中再次设定该边或者该面2.使用Edge List或者Face List成对的选择列表窗口来设定边界层的实体和方向（见下面的“使用Edge List or Face List窗口”）。

通过鼠标更改方向要通过数表更改方向，Shift-middle-click边界层附着的实体即可。

设定多个边界层GAMBIT允许用户使用一个给定的边界层定义一次设定多个边或者面。

要进行此项操作，用户必须在Attachment实体选择列表中包含所有当前定义的边界层要附着的实体。

用户可以通过以下方法之一将一条边或者一个面加入到Attachment实体选择列表中：∙直接在Attachment列表框中输入实体名称或者从实体选择列表窗口选择该实体∙在图形窗口中选择实体使用Create Boundary Layer窗口要打开Create Boundary Layer窗口（如下图），点击Mesh/Boundary Layer子工具框中的Create Boundary Layer命令按钮即可。

使用Edge List or Face List窗口当用户设定边界层附着的一条边或者一个面时，GAMBIT将该边或者面加入到成对选择列表中。

成对选择列表包含附着实体本身（边或者面）以及确定边界层方向的实体（面或者体积）。

用户可以通过Edge List或者Face List选择列表窗口更改边或者面成对选择列表。

两个窗口的操作都要根据下面对于Edge List窗口描述的一般规则来进行。

要打开Edge List窗口（如下图），选择Create Boundary Layer窗口中的Attachment区域内的Edge并点击相关的选择列表按钮即可。

Edge List成对选择列表窗口操作与常规的选择列表窗口操作方式相似（见GAMBIT User's Guide，第三章）。

它与常规窗口的不同仅仅在于Picked滚动列表包含两列。

∙左边一列列出了边界层附着的边。

∙右边一列为确定边界层方向的面。

当用户通过右箭头命令按钮在Picked滚动列表中加入一条边时，GAMBIT将该边加入到Edge列并自动在Face列包含一个它的相关面。

（该面确定边界层的方向。

）如果用户再次在Picked滚动列表中加入相同的边，GAMBIT将在Edge列生成第二个该边的条目并在Face 列加入另外一个它的相关面。

当Face列包含了所有与给定边相关的面时，GAMBIT将从Available列删除该边。

更改边界层Modify Boundary Layer命令允许用户更改任意现有边界层的设定。

使用Modify Boundary Layer窗口要打开Modify Boundary Layer窗口（如下图），点击Mesh/Boundary Layer子工具框中的Modify Boundary Layer命令按钮即可。

（关于Modify Boundary Layer窗口中有效设定和选项的详细说明，请参阅上面的“生成边界层”。

）更改边界层标签Modify Boundary Layer Label命令按钮允许用户更改与任意边界层相关联的标签。

使用Modify Boundary Layer Label窗口要打开Modify Boundary Layer Label窗口（如下图），点击Mesh/Boundary Layer子工具框中的Modify Label命令按钮即可。

摘要边界层Summarize Boundary Layers命令将在图形窗口中显示一个或者多个现有边界层。

使用Summarize Boundary Layers窗口要打开Summarize Boundary Layers窗口（如下图），点击Tools/Boundary Layer子工具框中的Summarize命令按钮即可。