CFD网格好不好你说了不算流场说了算

1.减少总量,只在最关心的区域密,不关心的区域一定要稀疏。所以首先确定,你为什么要做这个算例,为了求壁面摩擦阻力贴近壁面的网格当然要密,为了捕捉漩涡流动要在可能发生漩涡流动的区域的各个方向加密。

当然,如果你只是为了完成一项领导要你做的工作,建议你将所有地方网格玩命加密,让计算机累死趴下,每次领导问你:“小李啊,仿真进度顺利吗?”你可以回答:“这个工作难度太大,速度太慢了,退休前我只能干完这一件事了。”算你牛!所以我这样激励别人,“如果你将网格数量减小一半,而且保证重要区域够密,就算你每天加班8小时,因为你可以用一半的时间完成同样的工作。”

2.将流场与网格同时显示出来。每次有人激动万分地告诉我,发现漩涡流了,我总是请他将漩涡和网格一起画出来。于是往往就看到了以下的图像。你不觉得三个网格捕捉到这么强烈的回流有点不靠谱吗?虽然有三人成虎的成语,但是三个网格逮漩涡这也太“虎”了。

有人在想象流动会复杂的地方玩命加密网格,但是往往想错了,在没有故事的地方浪费了很多网格,在有故事发生的区域却忽略了,有点傻。很多商用软件,给它多么别扭的网格都能给你凑合出一个看起来可以的流场,服务意识有点过好。所以,当你发现有复杂流动现象出现,一定将当地网格画出来,看看自己虎不虎。也将你玩命加密网格区域的流动画出来,看看自己傻不傻。

3.网格数目加倍后计算结果不变就能够说明网格够密了吗?网格界有一个最无厘头的事情就是说,因为网格数目加倍后计算结果基本不变,所以网格够密够好了。

我要问你,一个三维网格总量加倍,平分到一个方向只加密了1.2599倍,多出的25.99%的网格你用到哪里我还不知道呢,这点网格变化也无法改变计算结果啊,怎么就能判断网格已经够密了?也许你的网格太少了,根本就得不到可以变化的结果。所以判断网格够不够密请参考第2条。

记得我念博士的时候旁听表师兄(不是出自一个教研室的师兄)博士毕业答辩,他说在不改变网格的情况下计算了定常与非定常状态,发现结果都是一样的,所以认为定常与非定常没有区别。我当场提问,“你怎么知道不是因为网格太稀,把不一样的地方漏了?”表师兄假装没听见继续后面的答辩。他答辩完了以后威胁我,“等你毕业答辩有你好看的!”但是我的命很好,我毕业答辩那天,他出差了。

4.画网格的人哪天失业?不幸的是以上所说不久都将无用。大家知道自动划分网格、无网格、自适应网格等等,都在悄悄地从高校走向工程应用。某一天,不用人工划分网格了,不用计较网格是否合理,也不用对着超级复杂的外形愁苦,不知道如何将它“切割”成规则的几大块画网格。

失业的日子就是计算机的速度和内存强大到可以玩转数以亿计的网格。你可以奢侈地让计算机不分轻重地自动将所有的地方都加上密密的网格,还可以转瞬间完成仿真,不用等你退休才能算完,那时候我以上所说都是废话。

或者自适应网格聪明到可以像我们一样全局判断哪里该加密网格,我们也会失业,但是目前的自适应网格只能刻板地在变化激烈的地方加密网格,有时候把出现严重误差的点包起来疯狂加密,直到玩死自己。我很期待我们失业的那一天,一定有比画网格更有趣的事情做。

5.你也许遇到有人要求你对如何画网格给个明确的标准。要求列张表给出网格各个特征的范围,就像裁剪工作制服,只要给出女式男式几个大小号,对号入座选一个差不多的就可以用了,但是制服能成为时装吗?这样的网格只能支持不太靠谱的计算。

如果可以寻求到放之四海而皆准的明确准则,软件会在第一时间将这些规律融入,自动就替你修正网格了。我们还有口饭吃,就是还没有找到可以依赖的简明准则,不能变成流水线上的重复工作,必须用我们的智慧去想象和创造。

例如壁面第一层网格的厚度,有一个公认的原则,如果湍流模型使用壁面率,第一层网格的Y+要大于10以上,如果不使用壁面率,第一层网格的Y+最好小于2。很多人不知道或者没有注意这个原则,新的商业软件就做了自动修正的设置,如果你选择了壁面率,第一层网格又小于10,自动忽略第一层网格的存在。