在稳态计算中使用重叠网格

重叠网格常用于动网格计算，其最大的优势为：几何运动的过程中不会对已有的网格造成影响。因此能够避免常规动网格计算中的问题：需要频繁更新网格，造成频繁的数据插值；难以保证在计算过程中的网格质量；网格更新极为耗费计算资源。这些问题都无一例外地会对计算过程造成不利的影响。而重叠网格则不需要更新网格，也无需担心计算过程中的网格质量问题。当然，数据插值问题依然不可避免，但总体上来说，使用重叠网格要比使用动网格轻松不少。

重叠网格并非只能在有动网格的时候使用，其实在静止网格计算时也可以使用重叠网格，比如可以在一些复杂几何难以划分网格时，灵活使用重叠网格来实现网格生成。当然，前提是需要确保重叠网格与常规网格计算结果不会出现太大差异。下面举个简单例子来看看重叠网格与常规网格计算的差异。

1 常规模型

常规计算模型及尺寸如下图所示。

生成的网格如下图所示（这里是在SpaceClaim中直接生成的分块网格）。

这里指定左侧面为速度入口，给定速度2 m/s，上下边界为对称边界，右侧为压力出口。计算残差如下图所示。

计算得到的速度分布如下图所示。

2 重叠网格

构建如下图所示的重叠网格计算模型。其中背景区域为一个规则的长方形，前景网格为一个 回 形区域。

采用与常规计算相同的网格尺寸0.1 mm。

前景网格如下图所示。最外部的四条边设置为overset边界类型。

背景网格如下图所示。

组合在一起后的计算网格如下图所示。

计算时需要创建overset interface

入口给2 m/s的速度。收敛残差如下图所示，可以看到收敛性不如常规网格。

计算结果如下图所示。可以看到，重叠网格计算结果与常规网格并没有太大差异。

因此在应用中，常规稳态计算网格也可以使用重叠网格。这在一些需要计算多种状态的问题中 特别好用，如要算不同攻角条件下的翼型，就可以使用重叠网格，将翼型结构作为前景网格使用，只需要划分一套网格即可，计算时可以移动翼型区域网格而无需重新生成网格。不过需要注意的是，重叠网格并非只有优势，其缺点也不少，一个最大的缺点就是当重叠区网格差异过大时，会明显造成计算精度下降，以及在计算过程中影响计算收敛性。

（完）