Wandschichten fügen Elementschichten entlang aller Fluid/Wand- und Fluid/Festkörper-Grenzflächen hinzu. Es erweitert das ursprünglichen Netz um eine gleichmäßige Verteilung entlang der Wände, was für eine exakte Strömungs- und Temperaturprognose unerlässlich ist. Mit Wandschichten wird eine angemessene Vernetzung über kleinen Lücken gewährleistet, die manuell häufig sehr schwierig zu erzielen ist.
Die Wandschichten erstellen Schichten, bevor das 3D-Netz erstellt wird. Anhand von Diagnosealgorithmen werden Elementkollisionen in kleinen Lücken automatisch erkannt und vermieden. Die Höhe der Elementschichten über den einzelnen Flächen ist einheitlich und basiert auf dem kleinsten Längenmaß einer Fläche. Graduelle Übergänge zwischen Flächen gewährleisten graduelle Variationen in der Elementhöhe im gesamten Modell.
Die Uniformität der Schichten ist wichtig für die Genauigkeit bei bestimmten Analysen. Dies betrifft beispielsweise Strömungen mit Turbulenz, die sehr empfindlich auf die Strömung in Wandnähe und in langen, engen Kanälen reagiert. Im letzteren Fall produzierten Netze mit Randschichtnetz erheblich weniger Störungen als Netze ohne Randschichtnetz, was zu einer höheren Strömungshomogenität im gesamten Kanal führte.
Verwenden von Wandschichten
Um das Dialogfeld Wandschichten zu öffnen, klicken Sie im Schnellbearbeitungs-DialogfeldNetzgrößen oder in der kontextabhängigen Gruppe Autom. Größenbestimmung auf Wandschichten.
Aktivieren von Wandschichten
Aktiviert bzw. deaktiviert Wandschichten (vorgabemäßig aktiviert).
Wandschicht-Verschmelzung aktivieren
Vorgabemäßig erfolgt der Übergang zwischen dem Wandschichtenbereich und dem angrenzenden Netz abrupt von hochgradig anisotrop zu isotrop. Mit der Option Wandschicht-Verschmelzung aktivieren bietet sich die Möglichkeit, einen feiner abgestuften Übergang in diesem Bereich zu erhalten.
Dadurch konnte die Lösungsstabilität und Präzision bei bestimmten Simulationen nachweislich verbessert werden, insbesondere solchen, die die neuen Turbulenzmodelle aufweisen.
Anzahl der Schichten
Steuert die Anzahl der Schichten von prismatischen Elementen.
Schichtfaktor
Steuert die Schichtdicke. Die Schichthöhe wird durch Multiplikation dieses Faktors mit dem lokalen isotropen Längenmaß für diese Fläche bestimmt. Reduzieren Sie diesen Faktor, wenn Sie dünnere Schichten und eine geringere Gesamtdicke benötigen.
Schichtabstufung
Verwenden Sie die Schichtabstufung, um die Wachstumsrate von Wandschichten zu steuern. Bei zunehmender Anzahl von Wandschichten gibt es häufig die Tendenz zu einer Vereinheitlichung der Schichtdicke. Mit "Schichtabstufung" können die wandnahen Grenzschichten dünner sein als die, die den benachbarten nicht strukturierten Elementen am nächsten liegen.
Verwenden Sie diese Option, um die Genauigkeit des Wärmestroms an der Wand als auch die Genauigkeit für das SST K-Omega-Turbulenzmodell zu verbessern.
Wenn die Anzahl der Schichten größer als 5 ist, sollten Sie "Schichtabstufung" von "Autom." in einen Wert ändern. Dies ist ein effektives Verfahren, um die Elementdicke in Wandnähe und den Wert von "Turbulenz y+" zu verringern. Bei der Simulation von Externe Aerodynamik mit dem SST K-Omega-Turbulenzmodell ist ein niedriger y+-Wert entscheidend für eine genaue Strömungsvorhersage.
Sie können den Wert auch mit dem Flag mesh_enhance_gradation im Flag-Manager ändern.
Auswirkungen von Einstellungsänderungen beim Neustart
Da die Wandschichten vor dem 3D-Netz erstellt werden, führt die Änderung bestimmter Analyseeinstellungen nach der Netzgenerierung dazu, dass das gesamte Netz neu erstellt werden muss. Wird die Analyse ausgehend von einer gespeicherten Iteration oder einem Zeitschritt fortgesetzt, werden die Ergebnisse dem neuen Netz zugeordnet.
Zu den Änderungen von Analyseeinstellungen, die eine Neuerstellung des Netzes erforderlich machen, gehören u. a.:
- Ändern eines Materialtyps (z. B. Festkörper geändert in Fluid). Wenn Sie nur ein Material, aber nicht den Typ (z. B. Luft in Wasser) ändern, muss das Modell nicht neu vernetzt werden.
- Hinzufügen oder Entfernen einer Strömungsrandbedingung (z. B. Geschwindigkeit, Druck, Volumendurchfluss, Massendurchfluss, externer Lüfter, Gleiten, Unbekannt, Periodisch oder Externer Lüfter). Wenn Sie nur den Wert einer angewendeten Bedingung ändern, ist keine Neuvernetzung erforderlich.
- Hinzufügen oder Entfernen einer Bewegungszuweisung
- Ändern von Wandschichtparametern