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目前流行的CFD网格划分软件,你了解几个?

1年前浏览5310

选择是一件极为痛苦的事情。没有选择很痛苦,但是,如果有更多选择而不知道如何选择似乎更加痛苦。流体计算(CFD)前处理网格划分就存在这个问题。下面介绍8款目前流行的CFD网格划分软件.


1 常见网格划分工具

当前市面上有形形**的网格生成软件,这里列举一些最常见的网格软件。

  • ANSYS ICEM CFD
    ICEM CFD如今是ANSYS软件中的一个前处理模块,在早些年(2002)ICEM CFD还不属于ANSYS,自从被ANSYS收归旗下之后,ANSYS就将其作为主打前处理软件对待,后来收购了CFX软件,ANSYS果断放弃了CFX原有的前处理模块(CFX-Build,一款以Patran为基础开发的CFD前处理模块),从CFX被收购后的第一个版本(CFX5.7)起,ICEM CFD就被作为CFX的御用前处理器。而在2005年ANSYS收购FLUENT后,ANSYS更是逐渐淡化GAMBIT作为FLUENT的前处理器作用,转而将ICEM CFD作为FLUENT的前处理器,同时在ANSYS14.5版本之后,将ICEM CFD作为Workbench中的模块(之前一直作为独立软件包)。如今ICEM CFD已经作为ANSYS CFD软件的前处理器。
    总体来说,ICEM CFD是一款功能全面的CFD网格生成工具。其不仅支持block形式的六面体网格,还支持生成四面体,五面体(金字搭),三棱柱,笛卡尔网格等形式的网格,足以应对任何复杂程度几何模型的网格生成工作。

  • ANSYS Mesh
    这其实是ANSYS Workbench的网格模块,为ANSYS Worbench中的求解器(结构、电磁、流体等)提供网格。随着ANSYS版本的更新,该模块的网格生成功能也日益强大。据说该模块在不断的吸收GAMBIT、ICEM CFD及TGrid(都是ANSYS收购的软件)的网格生成算法,按照ANSYS的发展策略,可以预测将来ANSYS将会以此模块作为主打网格生成器。

  • TGrid
    这是一个非结构网格生成器,原本属于FLUENT,在ANSYS收购FLUENT的时候被一起打包收购。据说该软件生成非结构网格能力超强,可以毫不费劲的生成千万级别的网格。目前该软件已经被集成进fluent软件,作为FLUENT Meshing模式。

  • PointWise
    说起PointWise就不能不提Gridgen,Pointwise是Gridgen换了副面孔后的结构。Gridgen据说来源于通用动力公司开发F16战斗机时的遗留品,目前在CFD网格领域占有很大的比重。该软件提供了众多的网格操纵功能,在结构网格与非结构网格划分方面均提供了良好的性能,输入输出接口也相当丰富,能够支持绝大多数CAD文件格式,也支持绝大多数CFD求解器。对于打算长期从事CFD行业的人们来讲,PointWise是不错的选择。

  • GridPro
    GP是另一款CFD专用网格生成软件。该软件早期版本仅能生成六面体网格,不过该软件新版本貌似可以生成四面体网格了,实用性也更高了。该软件采用类似icem CFD的block网格生成思路,先创建块,再将块与几何进行关联,之后在块上生成网格,并将块上的网格映射到几何上,形成最终的网格。

  • ANSA
    ANSA是一款希腊人开发的软件,号称是操作最快的软件。打开软件就明白这软件快的理由:所有的功能按钮都是单级,省去了其他软件多级菜单的寻找时间,当然快了。单级按钮虽然操作方便,但有密集恐惧症的使用者肯定不会这么想。
    ANSA的优势在于其面网格生成功能,因此尤其适合于汽车工业的有限元计算网格。对于CFD计算所需的体网格,虽然也可以生成,但更多的是利用ANSA生成初始面网格,再利用其它的体网格生成软件导入面网格,并生成体网格。

  • HyperMesh
    HM的情况与ANSA非常相似,它们是直接的竞争对手,功能重合度99%,这里不再细数。

  • ANSYS Fluent Meshing

    是一款高级流体仿真前处理工具,具备从几何到求解的完整工作流程。其前身是Tgrid非结构体网格生成工具,并在最近的几个版本新增了Fluent风格的操作界面与几何导入技术,目前已经成为ANSYS主推的流体前处理软件。

3 如何选择

其实上述的任何一款软件都能满足工程需要,但考虑到各软件的易用性及功能侧重点,针对自己的工作环境选择合适的软件及其组合,还是可以考虑的。
最基本的原则:能输出目标求解器支持的网格文件类型,除此以外还可以采用以下方案:

  • 单纯的CFD环境。可以考虑ANSYS ICEM CFD或POINTWISE或者。就学习成本来讲,这两款软件差不多。

  • 涉及多物理场计算。如果ANSYS系列软件,则建议使用ANSYS Mesh或者ANSYS Fluent Meshing,可以同时划分流体网格和固体网格。

  • 比较流行的工程组合TGrid ANSA及TGrid Hypermesh,主要是利用ANSA及Hypermesh生成面网格,之后利用TGrid生成体网格。这种方式充分利用了两个软件各自的优势,但缺点是需要购买两款软件,成本比较高。

  • 免费的方案。不少人出于成本考虑,可能更希望找到一些免费的网格工具,这里推荐salome。这是一款基于opencascad的开源软件,同时具备几何建模及网格划分功能,是一款功能全面的前处理软件。

4 网格划分学习

对于网格划分,重要的是练习,对于网格小白来讲,需要了解以下一些东西:

  • 网格生成的基本流程。虽然当前网格生成软件众多,但是实际上网格生成流程都差不多,无非是:【几何准备】—【尺寸控制】—【局部控制】—【网格生成】—【质量评价】—【网格修改】—【网格输出】

  • 评价网格好坏。对不同形式的网格,能快速评判其好坏,并配合软件对坏网格进行修补。

  • 网格疏密分布。需要根据所求解的问题,****测物理量分布,在梯度大的区域分布更密的网格。有时求解器提供的网格自适应功能也能提供较好的网格划分思路。

  • 网格输出。通常情况下可输出为通用格式,如Fluent所支持的msh格式,可以被非常多的CFD软件所支持。

来源:新能源热管理技术
MeshingICEM CFDFluent MeshingFluentCFX化学通用汽车新能源理论控制
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首次发布时间:2022-08-18
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