153、Fluent网格无关性验证要加密第一层网格吗？

之前发的网格无关性文章有同学评论：网格加密时，第一层网格需不需要加密？今天我们就来讨论一下这个问题

 

网格无关性验证，简单说就是：看看你的计算结果还会不会随着网格加密而明显变化。

它的数学背景是数值解的离散误差。理论上网格越密越准，但实际工程中我们只关心：再加密一级，结果变化小到可以忽略。这时候就认为达到了“网格无关”。

验证的方法：通常准备三套网格，计算相同工况，对比关键结果。例如粗网格100万单元、中等200万、细密400万。当中等与细密的结果差异小于2%~3%，就认为中等网格已经够用。

但这里有一个关键问题：加密的时候，哪些网格该动，哪些不该动？ 这就引出了第一层网格的特殊性。

在壁面附近，第一层网格高度直接决定了壁面无量纲距离y+

不同的湍流模型对 y+有严格的适用范围：

其中k-ω、增强壁面处理等对于y+不敏感，会根据y+的情况自动选择合适的数学模型，详细内容可以参考文章：一文说清楚Fluent壁面函数(Y+)和近壁面处理

网格无关性验证的目标是减小离散误差，而不是改变壁面建模方式。

如果把第一层网格也加密，可能从壁面函数区跳进了缓冲层或粘性底层，模型适用范围变了，结果变化到底是离散误差还是模型误差？

如果加密第一层网格，相应的y+必然会随之变小。

但是我们看到标准壁面函数和非平衡的壁面函数都对y+有严格的要求，如果使用这些模型的情况下，还是加密第一层网格，就会知道你的湍流模型不适用你现在的网格，计算结果肯定会有问题。

假设你当前采用标准壁面函数，第一层 y+≈50，工作正常。如果你把第一层高度缩小到原来的1/5，y+可能会降到10 左右，恰好落入了“缓冲层”（5 < y+< 30），标准壁面函数在这个区间既不准确也不推荐。

此时结果的变化很可能不是因为离散误差减小，而是因为你用错了模型。那这时候的网格无关性验证就会出问题。

如果你使用的是k-ω、增强壁面处理等对y+不敏感的湍流模型或近壁面处理方法，那即使y+变小，也不会影响你的计算准确性，那此时就可以加密第一层网格。

如果你原来的网格y+是一个合理的值，如y+=1，即使不加密第一层网格，y+也是处于合理的值，也就是说，这种情况加密第一层网格不会带来错误，但是不加密也没太大关系。

总结起来就是：

如果你选择的湍流模型或者近壁面处理方式对y+非常敏感，要求非常严格，那就不能加密第一层网格；

但如果你选择的湍流模型或者近壁面处理方式对y+不敏感，那第一层网格就可以加密也可以不加密。

整体来说，第一层网格不加密一定是没问题，但加密可能有问题！

当然以上观点只是个人见解，大家有不同的看法可以互相交流讨论！！