ICEM3-4度尖角位置能不能将质量提升到0.2甚至更高

Question

如图位置，能否在这种尖角位置将网格质量做进一步提升。目前最好做到0.1，希望可以收到宝贵建议和指导。

目前使用的是结构性网格，最好是可以通过结构性网格进行质量提升。如果不可以的话也可以选择结构和非结构网格混合过渡使用。

Answer 1

引自皆我百晓生小程序：

要提高ICEM 3D网格模型中尖角位置的质量分数至0.2或更高，确实是一个挑战，尤其是在结构性网格的约束下。尖角区域通常会因局部扭曲而降低网格质量，但通过一些策略和技巧，我们可以尝试优化这些区域。下面是一些具体的建议：


1. 网格细化


局部加密：首先，尝试在尖角附近增加更多的网格节点，进行局部加密。这有助于减少单元的扭曲程度，但需注意过度加密可能导致计算成本显著增加。


2. 网格类型调整


混合网格应用：虽然您更倾向于使用结构性网格，但在尖角处过渡到非结构化网格可能是一个解决方案。非结构化网格提供了更大的灵活性，可以在复杂几何形状中生成高质量的网格。可以考虑在尖角周围使用四面体单元，并逐渐过渡到其他区域的六面体结构，确保平滑过渡以减少界面误差。


3. 网格倾斜与变形控制


使用高级网格划分工具：ICEM CFD提供了多种高级工具和算法来控制网格的方向性和变形。例如，利用“Surface Wrap”或“Free Edge Sizing”功能来引导网格沿特定方向排列，减少扭曲。


4. 自适应网格划分


尽管在ICEM CFD中实现自适应网格划分可能不如一些专用CFD软件那样直接，但您可以尝试基于初步求解结果手动识别高梯度区域，并在这些区域进一步细化网格，尤其是尖角附近的区域。


5. 质量指标优化


利用ICEM CFD的网格质量检查工具，如“Check Mesh Quality”，明确识别出低质量单元，并针对性地进行优化。有时，微调单元尺寸或形状比全局加密更为有效。


示例代码（非实际ICEM CFD脚本，仅示意如何通过参数调整）:

由于ICEM CFD主要通过图形用户界面操作，没有直接的代码接口来进行网格优化，但可以记录一系列操作步骤为宏（macro），这里提供一个概念性的伪代码思路：


# 假设的参数调整示例
def refine_mesh_around_corner(x_range, y_range, z_range, refinement_level):
    """
    在指定范围内的尖角区域进行网格细化
    """
    for x in range(x_range[0], x_range[1], refinement_level):
        for y in range(y_range[0], y_range[1], refinement_level):
            for z in range(z_range[0], z_range[1], refinement_level):
                # 调用ICEM CFD API或宏命令进行局部加密
                apply_local_refinement(x, y, z)
                
# 伪代码调用
refine_mesh_around_corner([x_start, x_end], [y_start, y_end], [z_start, z_end], 0.5)

总结

通过上述方法的综合运用，理论上可以提升尖角位置的网格质量。然而，实际效果很大程度上取决于具体模型的复杂度和网格划分的精细度。不断迭代优化并结合实际求解验证是达到目标质量的关键。此外，保持与CFD求解器的兼容性，确保网格质量提升的同时不影响求解效率和准确性。