構造格子 — トラブルシューティングガイド

よくある問題とその対策をまとめよう。

症状: ICEM CFDやPointwiseでDeterminantが負の要素が発生。ソルバーで "negative cell volume" エラー。

原因と対策:

• 鋭角コーナー: O-gridで包むか、ブロックを追加して角を鈍角に分割
• ブロック頂点の位置不良: 頂点をエッジや面に再スナップ
• 過度な格子集中: 壁面成長比を小さくする（1.2→1.15等）
• 曲面上のブロックエッジ: B-splineフィッティングの制御点数を増やす

Display > Quality > Determinant 2x2x2 で色分け表示し、赤い要素の位置を特定する。ほとんどの場合、ブロック頂点の配置かエッジの曲線フィッティングに問題がある。

症状: セルの歪みが大きく、ソルバーの残差が振動・発散する。

対策:

• ブロック辺の曲線をB-splineで滑らかにする
• Pre-mesh Qualityで確認しながらノード数を調整
• 楕円型スムージングを適用（ICEM: Smooth Mesh Globally）
• どうしても改善しない場合はトポロジー自体を見直す

実践的なアドバイスを3つ挙げる。

1. 既存のテンプレートから始める: ターボ機械、翼型、ノズル等の標準トポロジーが文献やフォーラムに豊富にある

2. 外側から攻める: まず遠方場のH-gridを作り、次に物体周りにO-gridを施す。外→内の順で考えると整理しやすい

3. 諦めるタイミングを決める: 構造格子に固執して数週間かかるなら、ヘキサドミナントメッシュ（snappyHexMesh等）に切り替える方が生産性が高い場合もある

症状: ICEM CFDで作った格子がFluentやCFXで読み込み時にエラーになる。

対策:

• ブロック間の接続不整合: ICEM側でCheck Mesh Topology → Close domain を実行
• 周期境界条件のずれ: 数値的なトレランスを広げる（Fluentの場合 Mesh > Merge Nodes）
• エクスポート形式の選択: CGNS形式は互換性が高く推奨。Fluent .msh直接エクスポートではバージョン違いに注意

構造格子特有の問題として、ブロック接合部での格子線の不連続が挙げられる。特にnon-conformal接合では補間誤差が局所的に大きくなる。対策として、接合面のセルサイズを両側で揃えるか、conformal接続に変更することを検討しよう。