Рекомендации по качеству сетки для CFX

Решатель CFX вычисляет 3 важных показателя качества сетки в начале расчета и обновляет их каждый раз, когда сетка деформируется:

• Mesh Orthogonality
• Aspect Ratio
• Expansion Factor

Mesh Orthogonality (ортогональность)

Orthogonality измеряет расположение:

n - вектор нормали к грани в точке интегрирования,
s - вектор от узла к узлу.

Коэффициент ортогональности Orthogonality Factor = n·s, желательно >1/3 

Ортогональный угол Orthogonality Angle = 90º-acos(n·s), желательно >20º 

Mesh Aspect Ratio (коэффициент пропорциональности)

Aspect ratio показывает как вытянут контрольный объем.

Aspect Ratio = максимальное значение отношения площадей граней ячейки. Желательно Aspect Ratio <100. 

Aspect Ratio близок по смыслу с критерием Edge Length Ratio в CFD Post.
 

Expansion factor показывает на сколько положение узла недостаточно соответствует центральной точке контрольного объема
Mesh Expansion Factor ≈ отношение наибольших к наименьшим объемам, окружающим узел <20 желательно
Mesh Expansion Factor по существу тоже самое, что Element Volume Ratio в CFD Post
 

Mesh Expansion Factor (коэффициент роста)

Expansion factor показывает на сколько положение узла недостаточно соответствует центральной точке контрольного объема.

Mesh Expansion Factor ≈ отношение наибольших к наименьшим объемам, окружающим узел.

Желательно Mesh Expansion Factor <20.

Mesh Expansion Factor по существу тоже самое, что Element Volume Ratio в CFD Post.
 

Почему геометрическое качество сетки важно?

1. Источники ошибки дискретизации

• Неортогональность вводит ошибки в аппроксимацию потоков
• Быстрое изменение размеров сетки вводит ошибки в аппроксимацию аккумулирующего и источникового члена уравнения

2. Увеличение (усиление) ошибки дискретизации

• Поправки для уменьшения ошибок, вызванных неортогональностью, могут дать нефизичные значения

3. Трудности решения линеаризованных уравнений

• Большие коэффициенты пропорциональности (aspect ratios) требуют использования большего количества значащих цифр в переменных (т.е. использование решателя двойной точности (double precision)