除了贴体网格，还有更便捷的网格技术吗？

在传统的贴体网格方法中，需要应用映射网格策略，其采用Trans-finite Interpolation(TFI)算法，并将一个正四边形正交结构化网格映射到多边形边界内。这种贴体网格生成方法要求计算域必须有4个拓扑面，并且对边必须有相同的网格数量。

映射网格策略示意图

除了贴体网格方法，

还有其他高精度的网格技术吗？

浸没边界法(IST)采用非映射网格策略，其网格划分方法采用的算法主要有：控制间距，拉伸，纵横比等，这与笛卡尔网格相同，并同样适用于笛卡尔网格的生成过程。但其对计算域几何外形要求却远远比映射贴体网格宽松，IST网格只需要两个拓扑面，要求在对边必须有相似的间隔即可。

非映射网格策略

通用流体力学软件VirtualFlow具备领先的IST网格技术，IST网格技术导入CAD文件即可自动生成结构化网格，并且可根据分析需求对模型分块及局部加密，在保证精度的前提下，避免前处理部分大量重复性工作，从而更加适合耦合传热与运动物体的计算需求。

IST采用多分量单场方程对网格划分进行控制：

基于VirtualFlow采用IST方法划分网格，工作路径简易，技术路线便捷，且网格质量高，工作路线：

1. 导入3D CAD文件(STL格式)
2. 将CAD文件加载到3D笛卡尔网格中
3. 在固壁附近自动进行细化加密
4. 对于网格细化要求较高的算力需要，可在需要的地方围绕固壁边界创建细化子块进一步加密网格

采用IST网格技术的计算结果佳

IST网格技术计算精度高，这里给出基于IST网格技术，针对不同Re数下二维圆柱绕流算例的计算结果，并与前人数值和实验结果进行了对比，下图为Re数为20和100时，圆柱绕流工况中，圆柱周围流场速度x方向分量的分布情况计算结果。在Re=20工况中，在圆柱周围布置有一层网格加密过渡；在Re=100工况中，可以看到在计算域中分布有三层网格加密/疏散过渡，并且可以较好地捕捉到圆柱周围流场流动的非定常效应。

Re=20，圆柱绕流，速度x方向分量分布

Re=100，圆柱绕流，速度x方向分量分布

这里将基于IST网格技术的数值计算结果与前人数值及实验结果进行对比，如下表所示，对比结果良好，基于IST网格技术的数值计算结果与实验及浸入边界法计算结果基本一致。

基于IST网格方法的VirtualFlow计算结果与前人结果对比

这里进一步给出了基于IST网格技术的VirtualFlow对圆柱绕流问题的数值结果，如下图所示，分别为速度在正交方向上的分解以及压力情况。

基于IST网格技术的VirtualFlow对圆柱绕流问题的数值结果

这里给出了基于IST网格技术的VirtualFlow在Re=40、100及50-200和3900情况下的圆柱绕流问题的数值结果与Thom(1933)的实验结果以及Correlation Lange(1998)结果的对比情况，可以看到对比情况良好，基于IST网格技术的VirtualFlow计算结果与前人结果跟随性良好。

VirtualFlow计算结果与前人结果定量对比

这里进一步给出基于IST网格技术的VirtualFlow数值计算结果与前人数值结果就St for Re=300、C_D及C_L三个方面进行对比，对比结果如下表所示，对比结果良好，与前人结果基本一致。

基于IST网格方法的VirtualFlow计算结果与前人结果对比

IST网格技术的优点

IST技术较传统贴体网格有突出优势：

• 可扩展并行多块方法
• 保留笛卡尔网格的高阶精度，在多相流领域十分有利
• 与传统方法相比，可在短时间内详细绘制复杂的几何图形网格
  
• 每个块可自动细化网格
• 适用于共轭HT问题
• 适用于RBM

IST网格技术被广泛应用

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微尺度流动

对微尺度流动的网格生成仅需导入CAD文件，即可一键实现自动网格细化与非流动区域网格去除，如下图所示：

在微流动工况下，IST技术可自动细化网格

IST技术可去除非流动区域的网格

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能源系统

在能源系统中，IST技术也适用于热交换器、暖通空调和涡轮机的网格划分

利用IST技术对热交换器模型进行网格划分

利用IST技术对涡轮机模型进行网格划分

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空气动力学

在空气动力学领域，IST技术可以用于整车、整机仿真领域，可节省三维网格。

利用IST技术对整车、整机进行网格划分

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过程科学

在过程科学领域，IST网格技术同样大放异彩，可针对复杂几何外形进行快捷高效网格划分。

利用IST技术对反应器进行网格划分并进行数值计算

文章来源：多相流在线