考慮到目前的CFD計算多是通過專用的網(wǎng)格生成軟件來劃分所需要的網(wǎng)格,，因此,，本文就如何利用專用前處理軟件GAMBIT來介紹網(wǎng)格的生成和修正技巧。

在結(jié)構(gòu)網(wǎng)格中，常用的2D網(wǎng)格單元是四邊形單元,，3D網(wǎng)格單元是六面體單元,。而在非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格中，常用的2D網(wǎng)格單元還有三角形單元,，3D網(wǎng)格單元還有四面體單元和五面體單元,，其中五面體單元還分為棱錐形(或楔形)和金字塔形單元等。

圖1 常用的2D網(wǎng)格單元

圖2 常用的3D網(wǎng)格單元

首先,，在網(wǎng)格劃分之前，應從數(shù)值仿真的全局出發(fā),。比如精度要求,，計算時間要求，模型尺寸,、復雜程度情況以及機子配置等等,。考慮清楚,，是使用結(jié)構(gòu)網(wǎng)格,，還是非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格，抑或是混合網(wǎng)格,。因為這關(guān)系到接下來的網(wǎng)格劃分布置和劃分策略,。

如果模型比較簡單規(guī)則，應盡量使用結(jié)構(gòu)網(wǎng)格,。結(jié)構(gòu)網(wǎng)格比較容易劃分,，計算結(jié)果也比較好，計算時間也相對較短,。對于復雜的幾何外形,，在損失精度盡量少的前提下，一是采用加密重點監(jiān)控部分網(wǎng)格,，逐漸向四周稀疏的劃分方法,；二是使用分塊（混合）網(wǎng)格。在使用分塊（混合）網(wǎng)格時應注意兩點：（1）近壁使用附面層網(wǎng)格,，這對于近壁區(qū)的計算精度很有幫助,，盡管使用足夠多的非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格可以得到相同的結(jié)果（倘若在近壁區(qū)使用網(wǎng)格不當,，湍流粘性系數(shù)將出現(xiàn)超過限定值可能）；（2）分塊網(wǎng)格在分塊相鄰的地方一定要注意網(wǎng)格的銜接要平滑,，相鄰網(wǎng)格的尺寸不能相差太大,，盡量控制在1.2左右。否則在計算時容易出現(xiàn)不收斂或者連續(xù)方程高殘差的問題,。

圖3 分割后生成的結(jié)構(gòu)網(wǎng)格截圖

然后,，根據(jù)模型情況，構(gòu)思網(wǎng)格的拓撲結(jié)構(gòu),，簡而言之,，就是要明確最終得到什么樣的網(wǎng)格，比如翼型網(wǎng)格,，是C型,，還是O型；一個圓面是想得到“內(nèi)方外圓”的銅錢幣類型的網(wǎng)格,，還是一般的網(wǎng)格,，等等。這一步可能不太清楚,，有時都不知道什么樣的網(wǎng)格拓撲是合適的,，那就需要平時多看看這方面的資料，收集一些劃分比較好的網(wǎng)格圖片,，體會體會,。更重要的是，自己要結(jié)合實際情況進行必要的實踐操作,。

在確定了網(wǎng)格拓撲之后,，還需要對模型進行劃分網(wǎng)格前的準備。比如分割,，對尺度小對計算結(jié)果影響不大的次要幾何進行簡化等等,。模型分割是一種很重要的針對數(shù)值模擬的網(wǎng)格劃分前準備手段。一可以提高整體網(wǎng)格的質(zhì)量,，二能夠有目的的加密重要部位的流場網(wǎng)格，提高計算,、數(shù)據(jù)交換精度,，三則減少整體流域的網(wǎng)格單元，適合計算機較快地進行運算,。對尺度小,、計算結(jié)果影響不大的次要幾何進行簡化，是當前數(shù)值模擬中很重要的一部分,，特別是對于線夾角,、面夾角較小的模型部分,。適當?shù)暮喕粌H能夠改善網(wǎng)格質(zhì)量,，光順模型表面,，更重要是提高計算精度。

圖4 模型外形不利的夾角

接著,，劃分網(wǎng)格,。劃分網(wǎng)格一般從線網(wǎng)格開始，再面網(wǎng)格,，最后到體網(wǎng)格,。線網(wǎng)格的劃分，也就是網(wǎng)格節(jié)點的布置,，對網(wǎng)格的質(zhì)量,、網(wǎng)格的數(shù)量以及計算精度影響比較大，比如增長速度,、方向,，長寬比等等。節(jié)點密度在GAMBIT中可以通過很多的方法進行控制調(diào)整,，如設置一個方向,，沿此方向節(jié)點間隔以一定的增長率擴大；或者在一條邊上設置節(jié)點間隔同時背向增長等,。面網(wǎng)格的劃分,，對于非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格生成非常簡單，而對于結(jié)構(gòu)網(wǎng)格有時比較麻煩,，這就要求對那幾種網(wǎng)格策略比較了解,，比如Quad-Map劃分方法所適用的模型形狀，在劃分的時候?qū)旤c類型及網(wǎng)格節(jié)點數(shù)的要求（Quad-Map,，適用于邊數(shù)大于或等于4的面,，頂點要求為4個End類型，其他為Side類型,，對應邊的網(wǎng)格節(jié)點數(shù)必須相等）,，以此類推，其他的劃分方法也有這方面的要求以及適合的形狀,。關(guān)于體網(wǎng)格的劃分,，在很大程度上是受到面網(wǎng)格的限制，面網(wǎng)格的類型相應的決定了體網(wǎng)格的類型,，同時其注意事項與面網(wǎng)格劃分所要注意的類似,。

（1）Skewness較大單元數(shù)較多

出現(xiàn)這樣的情況，首先通過預覽網(wǎng)格質(zhì)量,，找到Skewness較大單元的主要區(qū)域,，查看對應邊線網(wǎng)格的節(jié)點設置是否相同。不同,，則直接進行修改,，相同，則檢查相鄰邊的節(jié)點間隔大小,，是否是因為兩邊的節(jié)點間隔相差較大而導致出現(xiàn)高Skewness的網(wǎng)格單元,。同時還需要注意分塊網(wǎng)格的銜接，同邊,、面的設置一定要相同,。如果這些都沒有問題，還可以通過修改整體網(wǎng)格的大小來減小Skewness,，一般采用減小節(jié)點間隔,，增加節(jié)點數(shù)量的方法來進行重新劃分。

（2）Skewness較大單元數(shù)很少

針對這種情況,，則需要有比較豐富的網(wǎng)格劃分經(jīng)驗,，修改整體網(wǎng)格或者大部分網(wǎng)格的方法已經(jīng)無法解決這些高Skewness單元，因此只能通過局部修改的方法,。首先還是需要找到高Skewness的單元,，仔細查看與其相關(guān)的邊和點。通過分析,，可以發(fā)現(xiàn)這些點出現(xiàn)在以下情況：一是在周邊一個小區(qū)域內(nèi)模型的外表狀況復雜,，生成的網(wǎng)格受到多條邊、多個面的限制——其Skewness的值可以通過調(diào)整與之相關(guān)的邊節(jié)點密度（一般采用減小網(wǎng)格單元長方向上對應邊的節(jié)點間隔,，）。二是在邊夾角,、面夾角成銳角的區(qū)域,，網(wǎng)格受到夾角大小的制約,，導致網(wǎng)格單元沿夾角方向生成的Skewness很大，這也就說明在gambit網(wǎng)格生成中不能存在這樣的夾角外形,，因此只能通過修改模型,，去除較小的夾角。