Was sind die häufigsten Vernetzungsfehler und wie beheben Sie sie?

1 Metriken zur Netzqualität

Einer der ersten Schritte zur Behebung von Vernetzungsfehlern besteht darin, die Metriken für die Netzqualität zu überprüfen, z. B. Seitenverhältnis, Schiefe, Orthogonalität und Glätte. Diese Metriken geben an, wie gut sich das Netz an die Geometrie anpasst und die Fließ-Features beibehält. Eine schlechte Netzqualität kann zu numerischen Fehlern, Konvergenzproblemen und ungenauen Ergebnissen führen. Sie können die integrierten Netzqualitätsprüfer in Ihrer CFD-Software oder externe Tools wie CheckMesh verwenden, um die Netzqualitätsmetriken auszuwerten und zu visualisieren.

2 Netzauflösung und -verfeinerung

Ein weiterer häufiger Vernetzungsfehler ist eine unzureichende oder übermäßige Netzauflösung, die sich auf das Gleichgewicht zwischen Genauigkeit und Rechenaufwand auswirkt. Ein grobes Netz erfasst möglicherweise nicht die wichtigen Strömungsphänomene wie Grenzschichten, Stöße und Turbulenzen, während ein feines Netz die Rechenzeit und den Speicherbedarf erhöhen kann. Sie können diesen Fehler beheben, indem Sie eine Netzempfindlichkeitsanalyse durchführen, bei der die CFD-Simulation mit verschiedenen Netzgrößen ausgeführt und die Ergebnisse verglichen werden. Sie können auch Techniken der adaptiven Netzverfeinerung (AMR) verwenden, die die Netzauflösung entsprechend der Strömungslösung anpassen.

3 Mesh-Kompatibilität und Schnittstelle

Ein dritter häufiger Vernetzungsfehler sind inkompatible oder schlecht definierte Netzschnittstellen, insbesondere bei komplexen oder domänenübergreifenden Geometrien. Wenn Sie z. B. ein Netz haben, das aus verschiedenen Arten von Elementen besteht, wie z. B. Hexaeder und Tetraeder, oder aus unterschiedlichen Verfeinerungsgraden, müssen Sie sicherstellen, dass ein reibungsloser Übergang und eine reibungslose Konnektivität zwischen ihnen besteht. Sie können diesen Fehler beheben, indem Sie geeignete Vernetzungsalgorithmen verwenden, z. B. konforme oder nicht konforme Methoden, oder Netzglättungs- und Optimierungstechniken anwenden.

4 Mesh-Randbedingungen und -Zonen

Ein vierter häufiger Vernetzungsfehler sind falsche oder inkonsistente Randbedingungen und Zonen, die die physikalischen Eigenschaften und das Verhalten der Netzflächen definieren. Wenn Sie z. B. über ein Netz verfügen, das eine Fluiddomäne darstellt, müssen Sie die Randbedingungen für Einlass, Auslass, Wand und Symmetrie sowie das Material und die Eigenschaften des Fluids angeben. Sie können diesen Fehler beheben, indem Sie die Randbedingungen und Zonen in Ihrer CFD-Software oder externen Tools wie FluentMeshToFOAM überprüfen und verifizieren.

5 Mesh-Fehler und -Warnungen

Ein fünfter häufiger Vernetzungsfehler sind Fehler oder Warnungen bei der Netzgenerierung oder -konvertierung, die auf ernsthafte Probleme mit der Netzqualität oder -kompatibilität hinweisen können. Wenn Sie z. B. über ein Netz verfügen, das negative Volumina, überlappende Flächen oder hängende Knoten enthält, können beim Importieren oder Exportieren der Netzdatei Fehler oder Warnungen auftreten. Sie können diesen Fehler beheben, indem Sie die Diagnosetools und Berichte in Ihrer CFD-Software oder externe Tools wie MeshLab verwenden.

6 Best Practices und Tipps für Meshes

Ein sechster und letzter Abschnitt zur Behebung von Vernetzungsfehlern besteht darin, einige Best Practices und Tipps zu befolgen, die Ihnen helfen können, sie von vornherein zu vermeiden oder zu minimieren. Sie können z. B. CAD-Werkzeuge verwenden, um die Geometrie zu vereinfachen und zu bereinigen, Vernetzungsrichtlinien und -vorlagen verwenden, um konsistente und robuste Netze zu erstellen, Netzqualitätskriterien und -standards verwenden, um die Netze zu bewerten und zu verbessern, und Netzvalidierungs- und Verifizierungstechniken verwenden, um die Zuverlässigkeit und Genauigkeit der Netze sicherzustellen.