重叠(Chimera)网格
理论与物理
概述
老师!今天要讲的是重叠网格(Chimera)对吧?它到底是什么样的东西呢?
多个相互重叠的网格。对可动物体(活塞、阀门、旋转体)有效。
也就是说,在多个网格重叠的地方偷懒的话,之后会吃苦头对吧。我铭记在心!
控制方程
等等,重叠网格的话,也就是说像这样的情况也能用吗?
离散化方法
这个方程,在计算机里具体是怎么求解的呢?
使用有限元法(FEM)进行空间离散化。组装单元刚度矩阵,构建整体刚度方程。
矩阵求解算法
矩阵求解算法,具体指的是什么呢?
通过直接法(LU分解、Cholesky分解)或迭代法(CG法、GMRES法)求解联立方程。对于大规模问题,带预处理的迭代法很有效。
| 解法 | 分类 | 内存使用量 | 适用规模 |
|---|---|---|---|
| LU分解 | 直接法 | O(n²) | 小~中规模 |
| Cholesky分解 | 直接法(对称正定) | O(n²) | 小~中规模 |
| PCG法 | 迭代法 | O(n) | 大规模 |
| GMRES法 | 迭代法 | O(n·m) | 大规模·非对称 |
| AMG预处理 | 预处理 | O(n) | 超大规模 |
也就是说在有限元法这里偷懒的话,之后会吃苦头对吧。我铭记在心!
商用工具中的实现
那么,要做重叠网格(Chimera)的话,可以用哪些软件呢?
| 工具名 | 开发商/现状 | 主要文件格式 |
|---|---|---|
| Ansys Fluent | Ansys Inc. | .cas, .dat, .msh, .jou |
| Simcenter STAR-CCM+ | Siemens Digital Industries Software | .sim, .java, .csv |
| OpenFOAM | 开源(OpenCFD/ESI、OpenFOAM Foundation) | 字典文件(blockMeshDict等), .foam |
| Ansys CFX | Ansys Inc. | .cfx, .def, .res, .ccl |
供应商的谱系与产品整合历程
各个软件的诞生过程,是不是还挺有戏剧性的?
Ansys Fluent
接下来是Ansys Fluent的内容对吧。具体讲什么呢?
由Fluent Inc.开发。2006年被Ansys收购。基于非结构网格的通用CFD求解器。
当前所属: Ansys Inc.
Simcenter STAR-CCM+
接下来是Simcenter STAR的内容对吧。具体讲什么呢?
由CD-adapco开发。2016年被Siemens收购并整合进Simcenter品牌。以多面体网格为特点。
当前所属: Siemens Digital Industries Software
听到这里,终于深刻理解了的开发为何重要了!
OpenFOAM
OpenFOAM具体指的是什么呢?
源自帝国理工学院的开源CFD。由OpenCFD Ltd(ESI Group旗下)和The OpenFOAM Foundation并行开发。
当前所属: 开源(OpenCFD/ESI、OpenFOAM Foundation)
哦~,的开发故事,超级有趣!请再多讲一些。
文件格式与互操作性
不同软件之间传递数据时有什么注意事项吗?
| 格式 | 扩展名 | 类别 | 概要 |
|---|---|---|---|
| CGNS | .cgns | CFD数据 | CFD General Notation System。CFD结果的标准交换格式。 |
| VTK | .vtk/.vtu | 可视化 | 可视化工具包格式。ParaView等使用。 |
| STL | .stl | 网格 | 仅包含三角形面片。3D打印标准。不适合用于CAE网格。 |
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