上次講到,光順方法計算網格節點位移并不是依賴于網格質量。因此,僅使用光順方法,只能處理一些小變形的情況 。倘若變形量過大,則會造成網格質量降低,輕則影響收斂,重則出現負網格,導致計算出錯。

1、問題描述

邊長120mm的正方形空腔,內有一個邊長30mm的正方形固體。研究固體以角速度1rad/s旋轉時對內部流場的擾動。

1、網格方案

由于四邊形網格在剛體變形時會發生較大的扭曲,不太適合于使用彈簧光順方法,因此本例中使用三角形網格。使用全局尺寸2mm,生成網格如下圖所示。

2、指定運動

可以使用profile文件或DEFINE_CG_MOTION宏來定義運動。我們這里利用udf宏來定義運動。

UDF宏文件如下:

#include “udf.h”

DEFINE_CG_MOTION(RotationVel , dt , vel , omega , time , dtime)

{

omega[2] = 1;

}

omega[2]表示z方向的角速度 。本例中以恒定的角速度旋轉。

將內部四條邊定義為rigid body。并把賦予運動速度。

3、動網格參數

勾選Dynamic Mesh選項,激活動網格。本例只考慮網格光順,因此只勾選Smoothing。(說明:通常動網格應用中不會只使用一種網格更新方法,此處只是考慮光順,所以才會這樣。正常情況下本例應當使用到網格重構)。

點擊setting…按鍵進行smoothing設置面板 。如右下圖所示。

采用彈簧光順需要設置的參數一共有四個:彈簧常數因子、邊界節點松弛、收斂精度及迭代次數。

通常需要設置的參數為彈簧常數因子及邊界節點松弛,其它兩個參數采用默認即可。

(1)彈簧常數因子:該參數取值范圍[0,1],取值越大表示阻尼越大,也表示邊界運動對內部網格的影響越小。

(2)邊界節點松弛:取值范圍[0,1],1表示無松弛,0表示禁止節點位移。

這里先將兩參數取中間值0.5。

3、其它設置

創建運動區域。設置中間四條邊為rigid body,設置運動udf(注意UDF必須為編譯型)。如下圖所示。

4、預覽網格運動

(1)觀察0.5s后的網格情況

可以看到,四角位置網格已經扭曲得很厲害了。其它參數有興趣的同學可以自己嘗試。

5、計算結果演示