Um sicherzustellen, dass das Netz fein genug ist, aber nicht so fein, dass Rechnerleistung unnötig verschwendet wird, sollten Sie bei der Durchführung einer CFD-Analyse Folgendes beachten:
- Stellen Sie zuerst fest, ob Symmetrien vorhanden sind, und unterteilen Sie die Geometrie in der CAD-Anwendung entsprechend. Suchen Sie nach geometrischen Symmetrien, aber vergewissern Sie sich, dass auch die Strömung symmetrisch ist.
- Finden Sie heraus, ob die Analyse als 2D- oder achsensymmetrische Geometrie modelliert werden kann. Eine 2D-Annäherung kann ein guter Ausgangspunkt sein, insbesondere dann, wenn Sie sich nicht sicher sind, wie Sie einen bestimmten Typ von Strömungsproblemen lösen.
- Untersuchen Sie die Geometrie, und identifizieren Sie Bereiche mit voraussichtlich hohem und niedrigem Gradienten für alle Lösungsvariablen.
- Identifizieren Sie Zonen mit Festkörpermaterial und Fluidzonen, und behandeln Sie sie als separate geometrische Elemente oder Teile.
- Wenn Sie Bereiche mit kleinen, sich wiederholenden geometrischen Details finden (z. B. Lochplatten oder Trennblechkühlungen), modellieren Sie die Bereiche als Strömungswiderstände, statt die Details zu vernetzen.
- Weisen Sie allen Volumen im Modell Netzgrößen zu, und wenden Sie nach Bedarf feinere Netzgrößen auf Flächen und Kanten an, um hohe Strömungsgradienten zu erfassen oder komplexe geometrische Objekte darzustellen.
- Führen Sie eine Analyse mit einem groben Netz (nicht mehr als 50.000 Knoten) durch, um die vorhandenen Strömungsmerkmale qualitativ zu bewerten und ohne hohen Zeitaufwand die Vernetzungsanforderungen in Bereichen mit hohem Gradienten zu identifizieren.
- Verfeinern Sie das Netz in den Bereichen mit hohen Gradierten anhand der mit dem groben Netz gewonnenen Ergebnisse.
- Um sicherzustellen, dass die endgültige Lösung nicht "netzabhängig" ist, vergleichen Sie die beiden mit dem groben und dem feinen Netz ermittelten Lösungen. Wenn sie sich erheblich unterscheiden, ist es ratsam, ein Netz zu konstruieren, das mindestens 10 % weniger Knoten als das feine Netz umfasst, mit diesem Netz eine Lösung zu berechnen und erneut zu vergleichen. Dahinter steht der Gedanke, über zwei Netze zu verfügen, die sich in der Anzahl der Knoten um mindestens 10 % unterscheiden und dieselbe Lösung produzieren. Diese Lösung wird dann als "netzunabhängig" bezeichnet.
Bei einer Finite-Elemente-Analyse werden mehr Elemente in Bereichen benötigt, in denen die Lösungsvariablen hohe räumliche Gradienten aufweisen. In CFD muss darüber hinaus ein zusätzliches physikalisches Phänomen namens Druck-Geschwindigkeit-Kopplung exakt im Netz dargestellt werden, um die Kontinuität der Fluidmasse über die gesamte Lösungsdomäne sicherzustellen.
Diese Unterscheidung erzwingt die beiden folgenden Anforderungen:
- Die Domäne muss mit weit mehr Elementen besetzt sein als bei einer typischen Strukturanalyse.
- Übergänge bei der Elementgröße müssen relativ glatt sein, damit die Fläche oder das Volumen von benachbarten Elementen nicht wesentlich variiert.