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CFD 仿真案例

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Dimaxer仿真算例:Sphere RodAirfoil Overset Mesh2024-05-30

1、Sphere算例

圆球绕流结构化网格结果见:

https://mp.weixin.qq.com/s/HhB5Pdzwdl-kKDDgnGA3qA(往期公众号文章)

重叠网格的主要思路为在近壁面区域划分边界层网格,计算域内其他地方用笛卡尔网格作为背景网格填充,共同组成最终计算的Final Mesh。边界层网格可以通过面网格拉伸方式生成,也可以以结构化块网格形式划分,因此具有非常高的灵活性。

针对圆球算例,我们可以采用Quad Mesher工具将圆球先划分为四边形面网格,再通过Mesh Extrude功能拉伸出一整块近壁面网格(Near Wall Mesh)。

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圆球整块Near Wall Mesh

当模型复杂时候,即便可以对整个模型进行全四边形面网格划分,拉伸为整块连续完整且质量满足要求的近壁面网格也极具挑战性,因此可以尝试多块Overset Mesh方案。

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左半球NW

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右半球NW        

剖面图如下:其中绿色网格为填充左半球NW与右半球NW间隙的网格,此处绿色网格由左半球NW的侧面网格拉伸而来,与右半球的NW网格形成一组Overset重叠关系。

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剖面图

计算域采用了局部加密方式,一方面保证网格尺寸过渡均匀,另一方面保证尾流区网格精细。总计网格量33万,仅为之前结构化网格的一半左右。

多块网格构成以及重叠关系可从局部放大图中看出,帮助大家理解多块Overset网格的概念。

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圆球计算网格总览

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圆球计算网格局部放大

计算工况及配置保持与之前算例一致,流场结果如下所示:

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2、Rod Airfoil算例

Rod-Airfoil算例构型由一个圆柱体和翼型组成,其中圆柱位于翼型前缘上游,该算例可用来评估CFD程序预测绕流体涡脱落频率的能力,以及模拟尾流中湍流结构的发展变化。

近壁面网格通过Mesh Extrude生成,并通过Element Divide对翼型尾缘处长宽比较大的网格进行针对性的加密,最终计算网格42万。

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Rod-Airfoil 近壁面NW网格

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网格加密区设置

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Rod-Airfoil 网格总览

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Rod NW网格与背景网格重叠区放大图

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Airfoil NW网格与背景网格重叠区放大图

求解器采用不可压求解器,四阶精度计算,2张4090GPU卡,每个流动周期10小时,流场结果如下所示:

瞬态结果

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平均结果


3、总结

以上案例均表明Dimaxer对于Overset重叠网格的计算具有很好的适应性,且定量结果对比准确,可以进一步用于学术及工程研究。

本期文章重在介绍多块Overset重叠网格的思路,后续将拓展至更多更复杂的工业验证算例,敬请期待!!!

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