آموزش انواع مش بندی در انسیس فلوئنت - مش زدن در انسیس و نرم افزارهای مش زنی

مش بندی در انسیس فلوئنت مهمترین بخش یک شبیه سازی در حیطه دینامیک سیالات محاسباتی می باشد. عدم آشنایی و تسلط کافی بر این بخش موجب خطا و شبیه سازی نادرست می شود. اولین قدم برای تسلط در ایجاد شبکه ، آشنایی با انواع مش بندی در انسیس ورک بنچ می باشد. به همین دلیل در این مقاله انواع مش بندی در انسیس فلوئنت را از نظر ساختاری بررسی میکنیم.

مش بندی چیست ؟
مش بندی یعنی تبدیل دامنه محاسباتی به زیر دامنه های کوچکتر برای حل معادلات مومنتوم ، آشفتگی ، انرژی و در انتها بدست آوردن نتايج برای تمامی سطوح مدل شبیه سازی شده . انواع مش بندی در انسیس عبارتند از Cartesian ، O-grid ، C-grid ،Y-grid ، Hybrid ، OCtree ، delaunay

نرم افزارهای مش زنی در انسیس

استفاده از هریک از انواع مش بندی در انسیس ورک بنچ بستگی به مدل هندسی ، توانایی کاربر و همچنین نرم افزار مش زنی انتخابی شما دارد. به طور مثال در نرم افزار انسیس ورک بنچ Ansys Workbench دو ماژول:

انسیس مشینگ (Ansys Meshing)
نرم افزار ICEM CFD

به منظور مش بندی سه بعدی و دو بعدی مدل های هندسی مورد استفاده قرار می گیرد. در کنار این دو ماژول ، نرم افزارهای دیگری نیز برای مش بندی فلوئنت در دسترس می باشد که عبارتند از:

Pointwise
Gmesh
Hypermesh
Gambit
Tetgen

اما به طور کلی برای مش بندی در انسیس ورک بنچ دو ماژول ابتدایی ذکر شده تمامی نیاز های کاربران را در حیطه دینامیک سیالات محاسباتی رفع می کنند. لازم به ذکر است که نرم افزار قدرت مند ICEM CFD توانایی ایجاد شبکه برای بیش از 120 حلگر در حیطه نرم افزارهای مکانیک جامدات و مکانیک سیالات را دارد. برای استفاده صحیح ازین ماژول نیاز به تمرین و کسب مهارت می باشد به همین دلیل تیم آموزشی ما کاملترین دوره آموزش icem cfd را برای استفاده دانشجویان فراهم کرده است.

حتما بخوانید

آموزش ICEM CFD

16 ساعت

انواع مش بندی در انسیس فلوئنت

مش بندی در فلوئنت از حیث ساختار به دو دسته کلی مش بندی بی سازمان Unstructure mesh و مش بندی سازمان یافته Structure mesh تقسیم می شود. در مش سازمان یافته هر المان را میتوان با شماره سطر و ستون آدرس دهی کرد زیرا در مش بندی سازمان یافته شبکه به صورت کاملا منظم تولید می شود در صورتی که در شبکه بی سازمان عملا این کار به دلیل عدم نظم در ایجاد شبکه امکان پذیر نیست. در ادامه چند نمونه از مش سازمان یافته نشان داده شده است.

برای ایجاد مش سازمان یافته به مهارت بالایی نیاز داریم و اغلب هزینه زمانی به مراتب بالاتری نسبت به استفاده از مش بی سازمان برای کاربر دارد. هرچند این گونه شبکه ، کیفیت مش بسیار بهتری ایجاد می کند. نرم افزار ICEM CFD را می توان یکی از قوی ترین نرم افزارهای شبکه بندی سازمان یافته دانست .در این نرم افزار با استفاده از تکنیک بلاکینگ Blocking کاربر توانایی ایجاد مش سازمان یافته را دارد.
برای ایجاد مش سازمان یافته در انسیس ، بلاک های زیر مورد استفاده قرار می گیرد:

شبکه او گرید O-grid

در هنگام استفاده از مش سازمان یافته در برخی از مقاطع به دلیل افزایش زاویه شبکه با توجه به هندسه مورد بررسی، می بایست شبکه یا بلاک او گرید ایجاد شود. در شکل زیر نمونه ای از مش بندی o grid را برای یک مقطع دایروی مشاهده می کنید. این تکنیک اغلب برای سطح مقطع های دوار استفاده می گردد.

شبکه سی گرید C-grid

شبکه c grid یا half o grid مشابه اوگرید می باشد ، با این تفاوت که برای مقاطع نیم دایره ای استفاده می شود. این دسته از مش بندی موجب افزایش کیفیت شبکه به خصوص در لبه های منحنی شکل می شود. در شکل زیر نمونه از این مش بندی را میبینیم.

حتما بخوانید # استقلال از شبکه فلوئنت - استقلال حل از شبکه در ansys fluent - استقلال از مش در انسیس

شبکه وای گرید Y-grid

همانگونه که از اسم این شبکه پیداست این دسته از مش بندی برای مقطع شبیه وای Y استفاده می گردد. برای ایجاد این مش شما میتوانید از دستور Y-block در نرم افزار ICEM CFD استفاده کنید. در شکل زیر مش بندی با تکنیک وای بلاک نشان داده شده است.

شبکه بندی هیبرید Hybrid

در صورتی که از هر دو نوع مش سازمان یافته و بی سازمان در فرآیند مش زدن انسیس استفاده گردد، به اصطلاح شبکه هیبرید ایجاد می شود. این روش بخصوص برای تولید شبکه لایه مرزی که باید گرادیان های شدید سرعت در نزدیکی دیواره را به درستی محاسبه کند، کاربرد فراوانی دارد. در شکل زیر چند نمونه از شبکه هیبرید را مشاهده می کنید.

مش بندی در انسیس ورک بنچ به روش ( Cartesian ( Cutcell

در نوعی دیگر از انواع شبکه structure، المان های ایجادی تماما در جهات محورهای مختصات قرار میگیرند و در اطراف مرزها و دیواره ها به قدر کافی ریز میشوند تا نتایج لایه مرزی را با دقت بالاتری استخراج کنند.

مش بندی در فلوئنت به روش OCtree

این دسته از شبکه برای مش زنی سه بعدی در انسیس استفاده می گردد و زیر مجموعه مش بی سازمان می باشد. در این روش حجم ها به روش Top – down شبکه بندی می شوند. با استفاده از روش Octree ابتدا حجم مش می خورد و سپس به لبه های مدل میرسد.

مش بندی در انسیس به روش دلانی delaunay

شبکه بندی دلانی delaunay نیز برای مش زنی سه بعدی در انسیس به کار می رود با این تفاوت که مش از سطح به داخل شروع به تولید می شود. اغلب برای مش بندی مدل های سه بعدی ابتدا از روش octree استفاده شده و سپس به سراغ روش دلانی می روند.

حتما بخوانید # انجام پروژه فلوئنت - انجام پروژه انسیس فلوئنت ansys fluent

تا به این جا با انواع شبکه و نام گذاری های آشنا شدیم. تنها نکته ی قابل اشاره این است که معمولا در نرم افزارهای مش زنی در انسیس ، نام گذاری ها کمی متفاوت می باشد. به طور مثال برای ایجاد مش لایه مرزی در نرم افزار ICEM CFD از دستور prism استفاده می شود اما در نرم افزار انسیس مشینگ این مش با عنوان inflation شناخته می شود. اما در کل نوع شبکه هیچ تفاوتی نداشته و صرفا تفاوت در نام گذاری ها می باشد.

من پیشنهاد می کنم که مش زنی مدل خود را با توجه به مزیت های و معایب هرکدام از انواع مش های ذکر شده انجام دهید. به طور مثال برای یک مدل هندسی پیچیده با لبه های بسیار تیز استفاده از شبکه سازمان یافته مناسب نیست. اما شما برای این که بتوانید مدل و هندسه های خود را با بهترین روش و با دانش کافی شبکه بندی کنید نیاز به آموزش توسط افراد مجرب داشته یا این که خود زمان زیادی را برای این بخش صرف کنید. برای آن دسته از عزیزانی که تمایل فراگیری آموزش انواع مش بندی در انسیس فلوئنت را دارند پکیج آموزشی صفر تا صد نرم افزار ICEM CFD را پیشنهاد می کنیم. برای تسلط بر ansys fluent نیز دوره جامع آموزش انسیس فلوئنت بهترین انتخاب برای دانشجویان می باشد.