本文主要是介绍FLUENT Meshing Watertight Geometry工作流入门 - 9 生成体网格，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！
本视频中学到的内容：
讨论体网格的重要性，并了解生成体网格的不同方法
了解体网格质量，以及如何改进
视频链接：
FLUENT Meshing入门教程-9生成体网格_哔哩哔哩_bilibili
体网格生成是使用大量离散体积或单元来离散化/表示计算模型的过程，在这些单元内求解控制方程。在此过程中需要特别注意，因为体网格不仅对解的准确性和收敛性有显著影响，而且对总的模拟时间也有影响。要生成体网格，Watertight 工作流程中有一个专门的任务，即“Generate Volume Mesh”，可以用来定义特定的网格要求。
【Import Geometry】
使用一个演示模型来了解这个任务。Watertight 几何工作流程已经自动设置到“添加边界层”任务。这里的模型是一个通用的两组件后翼，通常在方程系列类型赛车上发现的，它被包含在一个虚拟风洞内。除了进口和出口外，风洞的所有其他边和翼几何都被视为墙壁。该模型仅包含流体域。
【Generate the Volume Mesh】
在“生成体网格”任务中，第一个选项是“填充方式”。有 4 种不同的方法可用，即 polyhedra、tetrahedral、hex-core 和 poly-hexcore。基本上，这些方法的名称表示了在生成体积网格时使用的单元的几何形状。根据选择，下面会列出一系列输入。
【Tetrahedral】
现在让我们来看看 tetrahedral 的填充方法。当“填充方式”选项设置为 tetrahedral 时，用户会被提示输入“增长率”和“最大单元长度”。
正如名称所示，“增长率”只是从边界或边界层向域内部看下一个单元相对于前一个单元的长度比率。默认值为 1.2。
下一个输入是“最大单元长度”，它定义了域中最大单元的大小。默认情况下，Fluent 根据计算模型的现有表面网格自动计算此值。然而，用户可以根据需要更改该值。
对于这个案例，我们保留这些用户输入的默认值。单击“生成体积网格”按钮。
一旦生成了体积网格，我们可以打开剪切平面并可视化网格的 y截面。流体内部填充了四面体单元，并且棱柱层是从三角形表面网格沿壁面创建的，如图所示。这个网格大约有 250 万个单元，最小正交质量为 0.05。四面体网格的主要优点是它对复杂几何体的灵活性和适应性。通常建议使用棱柱层来避免在壁边界处产生高度歪斜的四面体单元，并减少总体高歪斜度单元数。
【Polyhedra】
现在让我们来看看 polyhedra 的填充方法。当“填充方式”选项设置为 polyhedra，即默认选项时，用户将被提示输入与四面体填充方法相同的基本用户输入。
使用默认设置和相同的表面网格，让我们为我们的演示问题生成体积网格。
请注意，除了流体域被填充了polyhedra 单元外，三角形表面网格也已被修改为多面体表面网格，并向计算域生长棱柱层。网格有约 56 万个单元，大约是四面体网格的五分之一，这正是该种方法的主要优势。单元数的减少是将多个四面体单元组合成较少多面体单元的结果。网格的最小正交质量为 0.21，也比四面体网格好。
此外，每个单元周围都有许多相邻的邻近单元，从而更好地近似梯度，并减小数值扩散效应。
【Hex-core】
下面我们来看看 hexcore 的填充方法。更换为此类型时，在任务中会出现新的用户输入。
正如名称所示，Min Cell Length 和 Max Cell Length 参数控制在体网格生成过程中创建的单元的最小和最大值。
默认情况下，Fluent 根据计算模型的现有表面网格自动计算这些值。然而，用户可以根据需要更改这些值。
hexcore 和 poly-hexcore 方法遵循八叉树网格方法。
在该方法中，会产生多级各向同性的笛卡尔六面体网格。网格的每个相邻级别的单元大小相差因子 2。
下一个输入是Buffer Layers。其是在过渡位置创建的额外的笛卡尔单元。默认情况下，缓冲层的数量设置为 2。
上述图像很容易看到此参数的影响。左侧图像Buffer Layers设置为 1 ，右侧图像设置为 3。在第一种情况下，笛卡尔网格的两个级别之间的过渡相对较快，而在第二种情况下则平滑得多。对于大多数情况，默认值 2 通常足够了。
接下来是 Peel Layers，它们控制笛卡尔网格和几何体或边界层网格的最后一层之间的间隙，当它们包含在计算模型中时。Peel 层数量越小，笛卡尔网格就越接近边界表面或边界层网格，反之亦然，可以从这两个图像中看出。
间隙填充有四面体元素，它们充当三角形表面网格或边界层棱柱网格与核心笛卡尔网格之间的过渡单元。
【Poly-Hexcore】
在几乎所有方面，Poly-hexcore 填充方法与 hex-core 方法相同，唯一的区别是创建多面体元素而不是四面体元素。Poly-hexcore 填充方法的主要输入与 hexcore 方法相同。
下面是两个网格方法的比较。请注意，除了单元类型的差异，即 hexcore 的四面体和 poly-hexcore 的多面体外，总单元数和最小质量也有差异，poly-hexcore 网格数量较少但质量较高。核心笛卡尔网格在两种情况下几乎看起来相似。
由于多边形单元的存在，poly-hexcore 网格具有一些额外的优势，例如更好地近似梯度和更低的数值扩散效应。
【 Improve Volume Mesh】
现在我们了解如何生成体积网格了，我们谈谈体积网格质量的重要性以及如何改进它。体积网格对仿真的准确性和稳定性有重要影响。Watertight Geometry Workflow 中报告的默认网格质量度量是正交质量。
这是细胞面法线与连接细胞重心和面重心的向量之间的向量的度量，这是通过以下方程确定的。
所有面的这两个方程产生的最小值是细胞的正交质量，它的范围从 0（差）到 1（完美）。
强烈建议将正交质量保持在 0.1 以上。
现在让我们了解如何检查和改进网格质量。再次读取提供的网格文件。使用此演示的默认设置生成体积网格。网格生成后，Fluent 在控制台窗口中显示网格质量值，如此处所示。
正交网格质量为“0.05”。由于建议保持质量在 0.1 以上，我们需要改进网格质量，这可以通过工作流程中的附加任务来完成。
右键单击“生成体积网格”任务，选择“插入新任务”，然后单击“改进体积网格”。
在改进体积网格任务中，所需的基本用户输入是“单元质量限制”。在这里，用户可以指定网格的最小可接受正交质量。默认值为 0.15。
对于这个演示，让我们保持此默认值。单击“改进体积网格”按钮。改进操作完成后，最小正交质量为“0.151”，大大高于原始质量，并且也高于建议值。
【总结】
总结一下我们学到的东西。讨论体积网格的重要性，并了解生成体积网格的不同方法。还了解体积网格质量的重要性，并学习如何改进它。
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