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6. TFluid 模块设置

6.1 网格模块​

TFluid V1.1.0 目前支持两种网格设置方案：（1）TFluid 网格；（2）OpenFOAM 网格。

6.1.1 TFluid 网格​

请注意，TFluid 目前仅能生成 ：

  • 单个长方体区域内的正交网格；

  • 多个拼接长方体区域内的正交网格；

  • 基于网格裁切的挖孔、圆柱区域网格；

  • 按比例和数量实现边界加密的正交网格；

  • 针对任意 stl 三维图形的网格划分工具正在开发中。

    TFluid 区域类型TFluid 网格类型自适应网格
    长方体区域笛卡尔正交网格✓
    拼接长方体区域笛卡尔正交网格✓
    挖孔长方体区域笛卡尔裁切网格✗
    圆柱区域笛卡尔裁切网格✗

6.1.1.1 长方体区域​

单个长方体区域的网格生成需要定义四个部分：

  1. 位置和尺寸： 长方体区域共有六个边界，如下图所示，根据 x，y，z 三个坐标分为 left，right，front，back，bottom 和 top，分别对应面 x=x1，x=x2，y=y1，y=y2，z=z1，z=z2。网格配置文件中需要设置对应的 x1, x2, y1, y2, z1 和 z2 长方体区域.jpg
  2. 边界设置： 长方体区域共有六个面，分别为：left，right，front，back，bottom 和 top。在网格配置文件中需要给出六个面的边界类型，如 wall, inlet, outlet 等，边界类型名字由自己定义，需要和之后压力 p, 速度场 U 的计算参量的边界名对应即可。
  3. 网格数量： 长方体区域的网格数量/尺寸只需提供 x，y 和 z 三个方向上的网格切分数量即可，例如 100(x)*100(y)*100(z)将生成 100 万网格。
  4. 边界局部加密。 CFD 案例经常需要在边界处进行局部加密或重点区域进行局部加密，TFluid 提供基于等比数列的网格局部加密。通过设置需要加密的边界层网格数量（例如 10）和等比系数（1.05），TFluid 将生成符合等比数列的边界网格尺寸。

6.1.1.2 拼接长方体区域​

多个长方体区域的网格生成需要如下步骤：

  1. 根据长方体区域生成方法设置每一个长方体区域；
  2. 设置拼接面（bind）： （1）若 A 区域的 Ai 面完全与 B 区域的 Bj 面完全重合，则 A 区域的 Ai 面和 B 区域的 Bj 面需要设置为 bind 类型，表明其是拼接面； （2）若 A 区域的 Ai 面完全与 B 区域的 Bj 面部分重合，则 A 区域的 Ai 面需要设置为 bind 类型，表明其是拼接面，而 B 区域的 Bj 面按其未重合部分的边界设置即可，如 wall, inlet, 或 outlet。 （3）例如下图中，区域 2 的左面和右面为 bind 面，分别与区域 1 的右面和区域 3 的左面相重合，而区域 1 的右面和区域 3 的左面按未重合部分的边界类型设置，即 wall。
  3. 请注意，为了保证网格的正交性，单个 x 或 y 或 z 方向上，网格尺寸将取所有同方向区域所设置尺寸的最小值。

拼接网格.jpg

6.1.1.3 局部网格设置​

在生成的单个/拼接长方体的基础上，TFluid 提供局部的二维方向上的网格删除，包括：

  1. 在长方体区域内删除圆柱形的区域（壁面法向量选正向）；
  2. 在长方体区域删除圆柱形外的区域，以生成圆柱区域（壁面法向量选反向）；
  3. 为删除边界设置边界层厚度和层数，提高边界网格质量并为后续湍流模型做准备。
  4. 最终裁切后的网格边界由（1）单个/拼接长方体的边界；（2）圆柱面的边界 构成。

6.1.2 OpenFOAM 网格​

OpenFOAM 网格不做任何限制，可以是：

  • 任意四面体或六面体网格；
  • 任意正交或非正交网格；
  • 不支持七边形及以上多边形的面。

在界面选择 OpenFOAM 网格后，需要对案例目录进行如下操作：

  1. 在案例目录下新建文件夹，命名为：OpenFOAM_Mesh。
  2. 将 OpenFOAM 案例 constant/polyMesh 文件夹下的网格文件粘贴到新建的文件夹中。

导入OpenFOAM网格.jpg

！！请注意：如果是用别的软件生成的 OpenFOAM 网格，请修改网格文件（包括 owner, neighbor, face, point 和 boundary）内的文字信息为标准的 OpenFOAM 网格的文字信息。此处，可以通过复制 TFluid tutorial 提供的 OpenFOAM 网格的文字信息（下图所示）。

OpenFOAM网格的文字信息.jpg

6.1.3 自适应网格​

  • 目前自适应网格仅支持三维笛卡尔正交网格

  • 在开启自适应网格按钮后，软件会根据求解器进行重点区域的自动加密

    流体模块CFD-DEM 耦合模块自适应网格加密区域
    单相流
    单相流传热
    两相流✓两相界面
    两相流传热✓两相界面
    单相流全解析耦合（球形）✓流固界面
    两相流全解析耦合（球形）✓两相界面，两相界面
    单相流全解析耦合（非球形）✓流固界面，两相界面
    两相流全解析耦合（非球形）✓两相界面