Fluent 嵌套网格(overset)功能讲解与实例操作

本文摘要（由AI生成）：

文章主要介绍了ANSYS Fluent 17.0版本中新增的嵌套网格(overset)功能，该功能可以简化流体仿真中包含边界运动的复杂问题。嵌套网格由两部分组成：包含主要流体区域的背景网格和围绕圆柱体的构建的单独的组件网格。相比于传统的MDM动网格方式，嵌套网格具有更简单的网格划分方式、更易于更改网格布局、不会出现负体积、网格质量不随边界移动而变化等优势。嵌套网格的最大特点，就是让流体仿真变得更为简单和快捷，提高流体工程师的工作效率。随着ANSYS版本的不断更新，嵌套网格的功能也在进行着不断的丰富。

在流体仿真中，我们经常会遇到边界运动的问题，如：

生物医疗行业中血管的运动

航空航天行业中飞行器的分离

容积泵中齿轮的相对运动

在ANSYS Fluent 17.0之前的版本中，我们通常采用传统的MDM（Moving/Deforming Mesh）方式来解决这些问题。当然， MDM方法在进行仿真分析时，要求相对较高，出现问题的几率大，设置的条件也更为复杂，还可能出现负体积的情况，因此需要工程师具备较高的仿真水平和工程经验。

为了能够使边界运动的仿真问题得到有效的处理，更好的适应广大初级的流体仿真爱好者，ANSYS Fluent 在17.0之后的版本中新增了嵌套网格（overset）功能，很好的简化了流体仿真中包含边界运动的复杂问题。

嵌套网格（overset）又称重叠网格，如下图所示，该网格由两部分组成：

包含主要流体区域的背景网格（background）

围绕圆柱体的构建的单独的组件网格（component）

此时，部件网格的外边界指定为overset（特有的边界类型），其他的边界和通常的网格则没有区别。

通过观察，我们可以发现，嵌套网格和通常网格最大的区别就是有重叠的体网格区域，这在Fluent中是不能直接计算的。为此，Fluent 提供了一种专门的解决方案，来处理这些重叠的区域，处理后的区域如下图所示。

 相比于传统的MDM动网格方式，嵌套网格有以下优势：

更简单的网格划分方式（边界更为简单）

当算例需要更改网格布局的时候，仅需要添加/删除部件网格即可

当涉及到边界运动的时候，通常仅需要部件网格独立进行运动即可

不会出现负体积

网格质量不随边界移动而变化

不需要思考复杂的边界运动逻辑

……

总的来讲，嵌套网格的最大特点，就是让流体仿真变得更为简单和快捷，提高流体工程师的工作效率。

随着ANSYS版本的不断更新，嵌套网格的功能也在进行着不断的丰富。目前的版本，嵌套网格已经可以支持大多数的仿真求解物理模型。

作者：张杨，仿真秀科普作者，毕业于北京理工大学流体力学相关专业。
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