雨生百谷，自主酿造 | PERA SIM高级CFD网格划分技术

谷雨节气，雨生百谷，作物茁壮成长。春耕好时节，自主仿真软件发力生长。继结构、流体、电磁、前后处理器功能介绍（详见“延伸阅读”），本期，小编带大家一起领略自主通用仿真软件PERA SIM的高级CFD网格划分技术，看国产仿真软件前处理功能新进展。

众所周知，CAD模型的修复、网格质量的好坏是CFD仿真计算中非常关键的步骤，网格质量的好坏直接决定计算的稳健型、精度的可靠性；CFD计算中最常见的流程如下所示。

安世亚太自主开发的CAE软件PERA SIM具有非常优秀的前处理功能。 针对复杂流体域，PERA SIM采用了一系列高级功能来实现CFD网格的划分 ，本文将介绍其中有一定特色的几项技术功能。

优秀的导入接口

PERA SIM.Fluid的前处理接口可以导入各种CAD模型，如果CAD模型不干净的话，PERA SIM.Fluid前处理提供了一些操作来修补CAD的缺陷。包括：

• 对CAD模型进行删除孔洞、修补漏面、抽取流体区域、生成外流体区域；

• 能够对几何进行拓扑，抽取出几何特征中关键的node、edge，并通过singleedge、double edge、multi edge的方式展示几何的拓扑问题；

• 能够删除不需要的几何，能够补洞、添加表面；

• 能够做node和edge的merge操作

• 能够通过stitch和intersect处理表面之间的共面、相切、相交的问题，具有非常丰富完善的修复功能。

PERA SIM.Fluid前处理—抽取管道内部流体区域

 

PERA SIM.Fluid前处理—生成外流场计算区域

边界条件的指定

PERA SIM.Fluid前处理模块可以对模型内相应的边界条件进行指定，对不同的边界条件进行分离，然后建立Group组，并对不同的边界条件进行重命名。

 

PERA SIM.Fluid前处理—边界条件的指定

Wrapper包面技术

PERA SIM.Fluid网格技术有全局的网格尺寸参数设置，也可以基于每个face或edge单独设置网格尺寸参数，还可以基于density box的空间网格加密，网格尺寸控制手段比较丰富。

PERA SIM.Fluid前处理—Wrap包面网格技术

PERA SIM.Fluid—四面体及多面体网格技术

PERA SIM.Fluid的网格工具可以在生成的表面网格基础上进行编辑，可以对node、edge和face单独进行操作，包括添加/删除、合并、光顺、移动等操作，功能比较丰富。但是如果表面网格是使用基于几何拓扑的方式得到的话，编辑表面网格后是无法生效的，因为在生成体网格的时候会自动退回到几何拓扑开始，编辑的表面网格不会被记录。需要把几何模型删除掉，切换到基于表面网格的体网格划分流程才行。

边界层划分技术

PERA SIM.Fluid前处理功能可以对固体附近的流体边界层进行网格控制，Prism Layers表示边界层的层数，Height表示第1层网格的尺寸，Height Ratio表示边界层网格的增长因子。

局部加密技术

PERA SIM.Fluid前处理功能可以对模型进行局部网格加密，选择需要进行局部网格加密的表面，然后选择加密区域的形状（Box方形/Cylinder圆柱形），在网格参数中输入Box方形/Cylinder圆柱形的形状、网格尺寸及增长因子，即可完成对局部区域网格的加密。

 

  

网格质量检查

PERA SIM.Fluid前处理功能可以对划分好的网格进行检查，显示划分的流体网格、固体网格、整个计算区域的切面网格等等，并对网格的质量进行，可以检查网格的体积、长宽比、正交质量、扭曲度等多种网格质量评价指标。

 

结论

通过以上几点，可以看出，PERA SIM.Fluid的前处理模块一方面可以对CAD模型进行修复处理，另一方面具有优秀的网格划分控制功能，并对网格质量进行显示、检查；最终为PERA SIM.Fluid流体求解器生成输出高质量的CFD网格。