1、CFD分析基礎-邊界、網格、湍流模型1、湍流的模擬SmallstructuresLargestructuresn每個輸運量(質量, 動量, 物質的量) 在時間和空間中非定常，無規律 (無周期)波動運動n流動屬性和速度呈現無規則變化n把速度描述成平均量和脈動量之和:Ui(t) Ui + ui(t)什么是湍流?TimeU i (t)Uiui(t)流動的基本方程流體流動可以分為以下兩大類：層流（Laminar flow）湍流（紊流）（Turbulent flow）從流動的機理來看都滿足NavierStokes方程。nNS方程由一個連續性方程和三個動量方程組成0iiux22()iiijjijuupu

2、utxxx 方程特性n流動方程非線性n需要求解的是一組耦合方程組，而不是一個方程n方程本身具有強非線性強非線性n無法獲得簡單的理論結果n必須借助于離散方法,如有限元法、有限差分等數值計算方法計算方法總覽n(RANS) 雷諾平均納維斯托克斯方程模型n解總體均值（或者時間均值）納維斯托克斯方程n所有紊流長度規格在RANS中模擬n在工業流動計算中使用最為廣泛n大渦模擬 (LES)n解算空間平均 N-S 方程，大渦可以直接解出, 但是渦比模擬過的網格要小。n沒有 DNS消耗那么大,但是對于大多數的實際應用來說占用計算資源和效果還是太大了 n直接數值模擬 (DNS)n理論上來說，所有的紊流流動能夠由數值

3、解出所有的N-S方程來模擬n解出尺寸頻譜，不需要任何模型n花費太高! 對工程流動不實用 - DNS 在 Fluent中不可用.n現在沒有一種簡單而實用的紊流模型能夠可靠的預測出具有充分精度的所有紊流流動為何采用湍流模式模擬湍流?n直接數值模擬只適合于模擬簡單的低雷諾數流動.n作為可行的方法, 改而求解雷諾平均 Navier-Stokes (RANS) 方程:其中 (雷諾應力) n時間平均湍流速度脈動通過基于經驗常數和主流的信息來求解.n大渦模擬Large Eddy Simulation對大渦進行直接求解，而對小渦采用湍流模式.jiijuuRjijjjiikikxRxxUxpxUU2在FLUEN

4、T中可用的湍流模型基于基于RANS的模型的模型1方程模型方程模型 Spalart-Allmaras2方程模型方程模型 標準標準 k RNG k Reliable k 標準標準 k SST k雷諾德壓力模型雷諾德壓力模型分離渦模擬分離渦模擬大渦模擬大渦模擬 增加增加每個計算迭代步每個計算迭代步消耗消耗RANS 模擬 時間平均n全部 (時間)平均能夠用于從瞬時流動中取出平均流動屬性:nReynolds-averaged 動量方程如下nReynolds 應力是由附加未知的平均程序引進的,因此為了封閉控制方程組系統它們必須被模擬 (涉及到平均流動屬性). NnniNituNtu1,1lim,xxtut

5、utuiii,xxx波動項波動項時均項時均項Example: 完全發展完全發展紊流管流紊流管流速度輪廓速度輪廓tui, xtui, x瞬時項瞬時項jiijuuRjijjijikikixRxuxxpxuutu(Reynolds 壓力張量壓力張量)tui, x方程封閉問題nRANS 模型能夠在下列方法其中之一下封閉 n(1) 漩渦粘性模型 (通過 Boussinesq 假設)nBoussinesq假設 Reynolds 壓力 在 使用渦流 (或者紊流) 粘性T下模擬, 對簡單湍性剪切流來說假設是合理的: 邊界層, 圓形射流, 混合層, 管流, 等等(2) 雷諾德壓力模型 (通過雷諾德壓力輸運方程)

6、n在輸運方程中模型還需要很多項.nRSM 在大曲率和大漩渦的 3D 紊流流動中更有利, 但是模型更加復雜, 計算強度更大, 更復雜 比紊流粘性模型更難收斂.ijijkkijjijiijkxuxuxuuuR3232TT計算湍流粘性n基于量綱分析, T 能夠由 紊流時間比例 (或速度比例) 和長度比例來決定.n紊流動能 L2/T2n紊流耗散率 L2/T3n定義耗散率 1/Tn每種紊流模型計算 T 都很困難.nSpalart-Allmaras:n解模擬紊流粘性的輸運方程n標準 k, RNG k, Realizable kn解關于 k 和 的輸運方程.n標準 k, SST kn解關于 k 和 的輸運方

7、程.2iiuukijjijixuxuxuk fT2kfTkfTSpalart-Allmaras 模型nSpalart-Allmaras 是一種低耗的求解關于改進的渦流粘性的輸運方程的RANS 模型n在改良形式上, 渦流粘性很容易解決壁面附近的問題.n主要打算使用在輕度分離的空氣動力學/渦輪機組情況下得到應用, 比如機翼上的超音速/跨音速流動, 邊界層流動, 等等n使得一種新的 1方程模型具體化，在不需要計算一個涉及到局部剪切層厚度的長度尺寸的情況下.n為包括有限邊界的流動的航天應用特別設計n在邊界層服從反壓力梯度的情況下已經給出了比較好的結果n在渦輪機組應用中很流行n這個模型相對來說是比較新的

8、n對于各種復雜的工程流動沒有關于應用的主張n不能依賴它來預測同類等方向紊流的減弱k 湍流模型n標準 k (SKE) 模型n在工程應用中使用最為廣泛的紊流模型nRobust 而且相對精確n包括用于可壓縮性, 浮力, 燃燒, 等等子模型n局限性n 方程包括一個不能在壁面上計算的項. 因此, 必須使用壁面邊界條件.n在流動有強烈的分離下一般表現不好,比如大曲率流線和大壓力梯度n重正規化群 (RNG) k模型nk 方程中 的常數源自使用重正規化群理論.n包括以下子模型n解決低雷諾數下的特異粘度模型 n源自對紊流 Prandtl / Schmidt數的代數公式的解析解n漩渦修正n對更復雜的剪切流來說比S

9、KE 表現更好,比如高應變率，漩渦和分離的流動k 湍流模型nRealizable k (RKE) 模型n術語 realizable 意味著這個模型滿足在雷諾壓力上的特定數學約束, 與物理紊流流動一致.n法向應力為正: n關于 Reynolds 剪切壓力的Schwarz不等式 : n標準 k 模型和 RNG k 模型都不是可實現的n好處:n對平面射流和圓形射流的散布率預測得更加精確.n也可能對包括旋轉, 強反向壓力梯度下的邊界層, 分離, 和再流通的流動提供出眾性能222jijiuuuu0jiuuk 湍流模型nk 湍流模型家族得到流行主要因為:n模型方程不包括在壁面上沒有定義的項，因為沒有壁面函

10、數它們就不能在壁面上積分n對于有壓力梯度的大范圍邊界層流動它們是精確的和robust nFLUENT 提供k 模型下的兩個變量n標準k (SKW) 模型n在航天和渦輪機械領域得到最廣泛的應用n幾個k子模型/選項 : 可壓縮性效果, 過渡期的剪切流修正流動.n剪切壓力輸運k (SSTKW) 模型(Menter, 1994)nSST k 模型 使用混合函數對逐漸過渡的從壁面附近的標準k 模型到高雷諾數在邊界層的外部的k模型.n包括修正過的用來解決主要紊流剪切壓力的傳輸效果紊流粘性公式.大渦模擬n大渦模擬 (LES)nLES 非常成功的應用于 RANS 模型不能滿足要求的高端應用.n 比如:n燃燒n

11、混合n外部空氣動力學 (在非線性體周圍流動)n在 FLUENT中執行:n下層網格比例 (SGS) 紊流模型:nSmagorinsky-Lilly 模型n配合壁面的局部渦流粘性 (WALE) nDynamic Smagorinsky-Lilly 模型n動能傳輸n分離渦 (DES) 模型nLES在FLUENT中對所有燃燒模型適用n基本統計學工具是可用的: 時間平均和解變量的RMS值, 內置快速傅立葉變換 (FFT).n在運行 LES之前, 在 “對 LES的最優方法”參考指導方針 (包括這些建議,對畫網格的，下層網格模型, 數字的, 邊界條件, 和更多的)LES（大渦模擬）基本原理n動量、質量、能

12、量及其他被動標量大多由大尺度渦輸送n大渦結構（又稱擬序結構）受流場影響較大，是由所涉及流動的幾何形狀和邊界條件決定的。n小尺度渦則認為是各向同性的受幾何形狀與邊界條件影響較小。n大渦模擬通過濾波處理，將小于某個尺度的旋渦從流場中過濾掉，只計算大渦，然后通過求解附加方程得到小渦的解。DES（分離渦模擬模式）nLES/RANS 耦合計算方法. Example: Flow Around a Cylinderwallwall1 ft2 ft2 ft airV = 4 fpsCompute drag coefficient of the cylinder5 ft14.5 ftnCheck if turb

13、ulent ReD = 24,600nFlow over an object, unsteady vortex shedding is expected, difficult to predict separation on downstream side, and close proximity of side walls may influence flow around cylinder use RNG k- with 2-layer zonal model.nDevelop strategy for the gridnSimple geometry & BLs quadrila

14、teral cells.nLarge gradients near surface of cylinder & 2-layer model fine mesh near surface & first cell at y+ = 1.Turbulence Modeling ApproachGrid for Flow Over a CylinderPrediction of Turbulent Vortex SheddingContours of effective viscosity eff = + tCD = 0.53 Strouhal Number = 0.297UDStwh

15、ere小結: 湍流模型指南n成功的湍流模型需要工程判斷:n物理流動n可用計算機資源n計劃需要n準確性n轉向時間n近壁面處理n建模程序n計算特征值 Re 和決定流動是否是湍流.n在生成網格之前估計貼體網格質心 y+.n從 SKE (standard k-)開始 ，之后改成 RKE, RNG, SKW, SST 或者 V2F.n在高度渦流，三維，旋轉流動下使用RSM 模型n除了低雷諾數流動或者復雜近面物理模型對壁面邊界條件使用壁面功能RANS 紊流模型描述模型描述Spalart Allmaras單一輸運方程模型直接解出修正過的紊流粘性 特別設計用于包括有界壁面流動的航天領域 在FLUENT中允許使

16、用粗大網格 包括在 k 生產項中應變率改善渦流的預測.Standard k基于兩個輸運方程模型解出 k 和 . 這是默認的 k模型. 系數顯式給出; 只對完全湍流有效. 選來說明粘性發熱, 浮力, 還有可壓縮性與其它 k 模型共享.RNG k標準 k 模型的變形. 方程和系數是來自解析解，在方程中的重大改變改善了模擬高應變流動的能力. 另外的選項增加用來預測渦流和低雷諾數流動.Realizable k標準 k 模型的變形. “realizability” 來自允許確定的數學約束的改變的最終根據改善這種模型的性能.Standard k兩個輸運方程模型解出 k 和 , 指定的耗散率 ( / k)

17、基于 Wilcox (1998). 這是默認的 k模型. 在有界壁面和低雷諾數流動中顯示了較高性能. 顯示了對過渡的較好預測. 用來解決過渡, 自由剪切, 和可壓流動.SST k標準 k 模型的變形. 使用混合函數與原始Wilcox 模型用在近壁面和遠離壁面的標準 k 模型. 也限制了紊流粘性來保證 T k. 過渡和剪切選項從標準 k中借來. 沒有可壓縮流選項.Reynolds Stress直接使用輸運方程來解出雷諾壓力, 避免了其它模型等方性的粘性假設. 用于高度渦流流動.二次壓力應變選項改善了許多在基本剪切流上的表現.2、邊界條件概 況n入口和出口邊界條件n速度邊界n速度分布圖表n湍流參數

18、n壓力邊界和其它n壁面, 對稱, 周期 和 軸對稱邊界n內流域n流體n多孔介質n移動區域n固體n內部面單元定義邊界條件n定義一個問題，并且能獲得唯一的解，你必須在依靠變量值的邊界區域上給出邊界條件n定義區域內的質量流量, 動量, 能量, 等等n定義邊界條件包括:n定義邊界位置（比如：入口，壁面，對稱面）n提供邊界信息n邊界上必需的數據依賴邊界條件類型和使用的物理模型n你必須知道邊界條件定義時需要那些信息，你確定邊界條件的位置的這些信息是否已知或能合理的近似n邊界條件定義的不好將會對你的結果產生重大影響要領n要領n盡可能選擇邊界位置和形狀使流體或進或出的流動n不是必須的，但是會更利于解的收斂n在

19、邊界法向方向上不該有大的梯度n指出錯誤設置n減少邊界附近的網格傾斜n否則將在計算中過早引入誤差21修改過的上壓力邊界確定流體進入區域可用邊界類型n外部面n常規壓力入口，壓力出口n不可壓速度入口，自由出流n可壓質量流入口，壓力遠場，質量流出口n其它壁面，對稱面，軸，周期n特殊通風口入口，通風口出口，進氣風扇，排氣風扇n單元區域n流體n固體n多孔介質n熱交換器n內部面n風扇，內部，多孔跳躍，散熱器，壁面orificeplate plate-shadowoutletinletwall設置邊界條件n各區域在前處理過程中劃分完成n為特定的域設置邊界條件:Define Boundary Condition

20、s.n在Zone列表中選擇域的名稱.n在 zone type列表中選擇邊界類型n點擊 Set.按鈕進行邊界條件的設置n亦可在圖形界面中采用鼠標右鍵來選擇邊界進行設置.n在以下情況下:n不清楚具體域的位置且首次設置；n模型中含兩個以上同類型的邊界時。.入口和出口條件n描述流體流入和流出的邊界條件類型:n通用的通用的n壓力入口壓力入口n壓力出口壓力出口n不可壓縮流動不可壓縮流動n速度入口速度入口n出流條件出流條件n根據不同的物理模型需要設定不同的邊界參數.n指導方針:n有流體流入或流出的位置.n有利于收斂.n在邊界方向避免出現過大的梯度.n表示設置錯誤.n減小邊界上網格的斜度.n可壓縮流動可壓縮流

21、動n質量流入口質量流入口n壓力遠場條件壓力遠場條件n特殊條件特殊條件n通風入口通風入口, 通風出口通風出口,進氣風扇進氣風扇, 排氣風扇排氣風扇速度入口（velocity inlet）n定義入口邊界的速度向量和標量.n知道入口處的詳細速度分布時較好.n默認條件為均勻的速度分布n只適用于不可壓縮流動.n流動總（停滯）參數不固定.n停滯參數根據速度分布的不同而變化.n用于計算可壓縮流動可能導致不符合物理規律的結果.n應避免在接近固體障礙物的位置設定速度入口條件.n導致不符合物理規律的結果, 不正確的速度場等問題應用速度分布圖n可選擇應用UDF來定義入口邊界的速度分布.n速度分布圖可以是空間相關或者

22、時間相關.n速度分布圖還可以由以下手段制作:n通過其它CFD分析結果獲得速度分布圖n創建含坐標信息和邊界數據的文本文件.n速度分布圖的超作:nDefine Profilesn在入口邊界條件中選擇.設定湍流參數n當流動為湍流條件，入口、出口、遠場邊界條件等需要設定湍流參數:n湍流動能 k 湍流耗散率 n在實際設置時可采用以下四種方式設定:n明確地設定 k和 n設定湍流強度和湍流尺度n設定湍流強度和湍流比率n設定湍流強度和水力直徑n湍流強度和湍流尺度決定于上游條件等:n渦輪的排除口Intensity = 20 %Length scale = 1 - 10 % 葉片寬度n孔板下游Intensity

23、= 10 %Length scale = 孔的尺寸n水渠或管路中完全發展的流動Intensity = 5 %Length scale = 水力直徑壓力邊界條件n壓力邊界條件需要輸入參數為表壓:n操作壓力的輸入:nDefine Operating Conditionsn 以下情況可用壓力條件:n流速未知 (如重力驅動流動).n出口處的自由流動.operatinggaugeabsolutepppgauge pressureoperating pressurepressure leveloperating pressureabsolute pressurevacuum壓力入口條件（pressure

24、inlet）n定義總壓、溫度和其它標量.n超音速/初始表壓:n定義超音速流動的靜壓.n對于不可壓縮流動，可用于流場的初始化.n總溫:n對于可壓縮流動必須定義.n對于不可壓縮流動，可用于定義靜溫度.)1/(2)211 (kkstatictotalMkpp221vppstatictotalincompressible flowscompressible flows壓力出口條件（pressure outlet） (1)n定義出口靜壓.n出口處外部環境的表壓.n徑向壓力平衡選項.n逆向來流:n在求解過程中或部分區域中出現.n假設方向垂直于邊界.n可以減少收斂的難度.n當逆流發生時，設定的靜壓值作為總壓

25、計算.壓力出口條件（pressure outlet） (2)n不可壓縮流動: n輸入靜壓定義出口邊界條件n其它所有邊界參數通過內部流動計算獲得.n可壓縮流動:n如果局部超音速，則忽略靜壓輸入. n所有邊界參數通過內部流動計算獲得.n當入口采用壓力入口，則出口必須采用壓力出口.出流（outflow）條件n除了壓力參數外，流域內流出的流體在Outflow邊界上流動參數的法向梯度為零.nFLUENT 通過內部流動的計算外推.n對以下情況適用:n事先不知道所計算問題的速度和壓力.n在出口的流動接近于充分發展條件的情況下比較合適.n注: 在有回流產生的情況下，采用壓力出口條件代替出流條件可能更加有利于求

26、解問題的收斂.出流 （Outflow）條件的限制n出流條件不能應用于:n可壓縮流動.n在采用壓力入口的情況下 (通常可用速度入口代替): n密度會改變的非定常流動.outflow condition ill-posedoutflow condition not obeyedoutflow condition obeyedoutflow condition closely obeyed模擬多出口條件n應用Outflow 邊界條件:n默認條件下，質量流平均分配.n默認條件下流量權重 (FRW) 設為1.n對于不均勻的流動分布:n設定各出口的流量權重: mi=FRWi/FRWi.n各出口靜壓根據流動

27、的分布不同而不同. n也可以采用壓力出口條件設定.pressure-inlet (p0,T0)pressure-outlet (ps)2velocity-inlet (v,T0)pressure-outlet (ps)1orFRW2velocity inletFRW1其它進口和出口邊界條件n質量流量入口n用于可壓縮流動設定入口的質量流量.n對于不可壓縮流動是不必要的.n壓力遠場條件n在密度基于理想氣體假設計算的情況下是有用的.n對于無限大流場中的外流計算問題.n排氣風扇和通風出口Exhaust Fan/Outlet Ventn在出口處存在壓力的增高或降低.n進氣風扇和通風入口Inlet Ven

28、t/Intake Fann在入口處存在壓力的增高或降低.固壁條件n包含流體和固體的表面.n對于粘性流動，采用無滑移的條件:n壁面上流體切向速度等于固壁速度.n法向速度為 0n傳熱邊界條件:n溫度、熱量和輻射等多種條件.n固壁材料的傳熱可定義為一維的傳熱計算.n對于湍流，固壁上的粗糙度可定義.n壁面剪切速率和傳熱特性決定于壁面附近的流場.n固壁可設定平動和旋轉移動.對稱邊界條件n減少計算流域.n流場和幾何結構必須對稱:n對稱面上的法向速度為零n對稱面上的所有參量梯度為零n對稱面不需輸入參數.n對稱面的設定需慎重.n也可用于模擬粘性流動中的滑移壁面symmetry planes周期性（Period

29、ic）邊界條件n幾何結構及其流動或傳熱具有周期性特征.n減少計算流域和計算量.nFLUENT里可用的兩種形式.n通過周期面的p = 0.n旋轉和平移周期性條件.n旋轉周期性條件需要區域為旋轉運動.n通過周期面存在一定的p.n默認條件下，FLUENT設定為平移周期性條件.周期性條件:例子computational domainStreamlines in a 2D tube heat exchangerflow directionTranslationally periodic boundaries4 tangential inletsRotationally periodic boundari

30、es p = 0: p 0:軸對稱條件n主要用于:n中心軸對稱網格n 3D O-type gridn設定:n不需另外設定參數AXIS boundary單元域: 流體n流體域 = 需求解的各單元組合.n流體參數輸入.n組份，相.n允許設置源項:nmass, momentum, energy, etc.n定義為層流 n可以定義為多孔滲流.n設定旋轉周期流動的旋轉軸.n定義流域的運動.多孔介質（Porous Media）條件n處理為特殊的流域.n在 Fluid panel激活.n壓力損失可通過輸入的阻力系數確定， 或由集中參數模型計算.n用于模擬通過多孔介質的流動 或其它分布式結構的阻力.,n過濾器

31、n過濾紙n多孔板n流體分布器n管束移動區域n單區域:n旋轉參考系模型n流動采用移動的參考坐標系描述n應用上限制較多n多區域:n每個區域均采用不同坐標系描述:n多參考坐標系模型n混合面模型n一個區域出口的流場參數用作 相鄰的下一個區域的入口條件.n每個區域定義為移動網格:n滑移網格模型n定義分界面.n網格位置需要計算，非定常n動網格單元域: 固體n固體域 = 需求解熱傳導問題的固體單元組合.n不需求解流動n對于材料處理，還可設定為流體，但沒有對流發生.n還允許輸入固體內的熱源.n可以定義固體區域的運動內面（Internal Face）條件n定義單元面n沒有厚度n用于分割不同區域.n用于實現以下物

32、理模型:n旋轉機械n多孔滲水.n內部的固壁 3、網格技術網格的重要性網格的重要性計算流體力學（計算流體力學（CFDCFD）的基本思想是：用一系列有限的離散點上的值的集合，來代替原來在空間和時）的基本思想是：用一系列有限的離散點上的值的集合，來代替原來在空間和時間坐標中連續的物理量的場。具體做法就是對控制方程在規定的區域上進行離散，從而轉變為在各離散點間坐標中連續的物理量的場。具體做法就是對控制方程在規定的區域上進行離散，從而轉變為在各離散點上定義的代數方程組，然后用線性代數的方法迭代求解。上定義的代數方程組，然后用線性代數的方法迭代求解。 網格作為計算區域離散的產物，其好壞不僅直接關系到數值計

33、算的穩定性、收斂性和計算效率，而且還關網格作為計算區域離散的產物，其好壞不僅直接關系到數值計算的穩定性、收斂性和計算效率，而且還關系到計算結果的正確性和分辨率。系到計算結果的正確性和分辨率。網格分類網格分類n 結構網格結構網格網格系統中結點排列有序，網格系統中結點排列有序，鄰點間的關系明確。鄰點間的關系明確。n 貼體網格貼體網格把物理平面上的不規則區域變換成計算平面上的規則區域把物理平面上的不規則區域變換成計算平面上的規則區域n 非結構網格非結構網格網格系統中節點的位置無法用一個固定的網格系統中節點的位置無法用一個固定的法則予以有序地命名。法則予以有序地命名。優優 點點缺缺 點點結結 構構網網

34、 格格1.可以方便準確地處理邊界條件可以方便準確地處理邊界條件 2.計算精度、效率高計算精度、效率高3.可以采用許多高效隱式算法和可以采用許多高效隱式算法和 多重網格法多重網格法 對外形復雜的計算區域，網格生成較難對外形復雜的計算區域，網格生成較難 非結構非結構網網 格格1.適合于復雜區域的網格劃分，特適合于復雜區域的網格劃分，特 別對奇性點的處理很簡單別對奇性點的處理很簡單2.其隨機的數據結構更易于作網格其隨機的數據結構更易于作網格 自適應，以便更好地捕獲流場的自適應，以便更好地捕獲流場的 物理特性物理特性 1.網格生成的工作量大網格生成的工作量大2.離散方程的求解速度較慢，離散方程的求解速

35、度較慢， 求解精度不高求解精度不高3.無法使用高精度的有限差分無法使用高精度的有限差分 格式格式應當指出，除了應當指出，除了PHOENICSPHOENICS的前處理器能提供結構網格外，當前流行的各類商業的前處理器能提供結構網格外，當前流行的各類商業CFDCFD軟件，包括軟件，包括fLUENTfLUENT（GAMBITGAMBIT）、）、CFXCFX（ICEMICEM）、）、STAR-CDSTAR-CD、POLYFLOWPOLYFLOW等都只能提供非結構網格！等都只能提供非結構網格！GambitGambit簡介簡介GAMBIT GAMBIT 軟件是軟件是Fluent Fluent 公司提供的前處

36、理器軟件，它公司提供的前處理器軟件，它包含功能較強的幾何建模能力和強大的網格劃分工具。包含功能較強的幾何建模能力和強大的網格劃分工具。GAMBITGAMBIT可以生成可以生成FLUENT6FLUENT6、FLUENT5.5FLUENT5.5、FIDAPFIDAP、POLYFLOWPOLYFLOW等求解等求解器所需要的網格。器所需要的網格。用戶可以直接使用用戶可以直接使用Gambit Gambit 軟件軟件建立復雜的實體模型，也可以從主流的建立復雜的實體模型，也可以從主流的CAD/CAE CAD/CAE 系統中直接讀入數據。系統中直接讀入數據。Gambit GUIGambit GUIGlobal

37、 Control Command Line& Windows Description window Main MenuBarOperationTool padOperation Tool PadsOperation Tool PadsBoundary LayerEdgeFace VolumeGroupBoundary Types Boundary EntityContinuum Types Continuum EntityVertexEdgeFace VolumeGroupCoordinate systems模型創建Creating Geometryn 自下而上的圖形生成自下而上的圖形

38、生成:Bottom-up:Bottom-up點點vertexvertex線線edgeedge面面faceface體體volumevolumen 自上而下的圖形生成自上而下的圖形生成:Top-down:Top-downABSubtract AWith B通過通過BooleanBoolean和和SplitSplit操作創建實體操作創建實體CDCSplit CWith D網格剖分n 2D2D：Face meshingFace meshingn Gambit Gambit自動選擇自動選擇Quad elementQuad element作為默認的網格類型作為默認的網格類型n GambitGambit根據

39、選定的求解器（根據選定的求解器（solversolver）和面上頂點（）和面上頂點（vertexvertex）的類型選擇網格剖分的規則（）的類型選擇網格剖分的規則（scheme scheme typetype） Element/Scheme TypeElement/Scheme Type的組合情況的組合情況ElementQuadQuad/TriTriSchemetypeMapSubmapPaveTri-PrimitiveMapPaveWedgePavenQuad: MapnQuad: SubmapnQuad: Tri-PrimitivenQuad: PavenQuad/Tri: MapnQua

40、d/Tri: PavenQuad/Tri: WedgenTri: Paven 3D3D：Volume meshingVolume meshingn Gambit Gambit根據選定的求解器（根據選定的求解器（solversolver）和體上面（）和體上面（faceface）的類型選擇網格類型（）的類型選擇網格類型（elementelement）和剖分）和剖分規則（規則（scheme typescheme type）n 當存在二義性情況時，當存在二義性情況時，GambitGambit會默認使用混合網格（會默認使用混合網格（Tet/HybridTet/Hybrid）和）和TGridTGrid規則

41、規則Element/Scheme TypeElement/Scheme Type的組合情況的組合情況ElementHexHex/WedgeTet/HbridSchemetypeMapSubmapTet-PrimitiveCooperStairstepCooperTGridnHex: MapnHex: SubmapnHex: Tet-PrimitivenHex: CoopernHex: StairstepnHex/Wedge: CoopernTet/Hybrid: TGrid評價網格質量n一般，我們通過等角斜率（一般，我們通過等角斜率（ EquiAngle SkewEquiAngle Skew）來評價網格質量）來評價網格質量nE