2　两种网格处理方式介绍

2.1　动网格法

（1）网格准备。根据几何模型划分连续的网格（间隙必须保留一层网格），需要提前建立阀板初始位置的几何模型。按刚体运动特点，选择网格更新算法，确定兼容的网格类型。如阀板大角度的转动，必然用到网格重构和网格光顺算法，故该区域内体网格需为四面体网格。为减小网格变化的耗时，可在整体计算域中分离出动网格区域，并与上下游管段独立划分网格，如图4所示。3个区域通过交界面建立连接。

图4　动网格法的网格示意图

（2）设定网格重构和网格光顺参数。根据网格重构的参数，求解器判断需要删除的网格。网格删除后形成空穴，求解器使用一系列算法在空穴内重新生成网格，并进行物理量的插值。光顺参数用于调节网格节点移动，控制网格尺寸变化。

（3）指定刚体边界（阀板）的运动规律和变形边界（动网格域圆柱面）的参数。刚体边界运动规律及变形边界的限制尺寸是确定的，而变形边界上控制网格更新的参数可调整。

（4）预览网格运动及提升网格质量。在保证网格更新过程中不出现负体积的前提下，并通过（2）和（3）或（1）～（3），尽可能提高网格更新时的质量。

2.2　重叠网格法

（1）网格准备。需要两套网格，即组件（阀门域）网格和背景网格，支持各种网格类型。阀门域网格仅需考虑阀板外形尺寸，在其外界建立略超出管径尺寸的几何体，并划分网格，如图5（a）所示。背景网格不用考虑内部包含的阀板，直接对圆柱体划分网格，如图5（b）所示。

图5　重叠网格法的网格示意图

（2）计算域网格建立。按阀板初始位置调整阀门域及背景域的位置，导入网格。将阀门域的外表面边界[图5（a）中的6个外表面]设置为“overset”，并建立与背景网格区域的连接，通过挖洞处理可建立计算域网格，如图5（c）所示。

（3）确保网格满足要求。可通过（1）和（2）避免计算域网格中出现孤立网格单元。一般的经验是，重叠区域最少要有4个网格单元。

（4）指定阀门域的运动规律。该规律是预先确定的。

2.3　对比分析

重叠网格法简化了复杂网格的生成，若流场中含有多体运动，网格划分上的优势将更显著。避免了动网格中网格重构失效和设置的一些问题，具有发展前景。但目前受到湍流模型及求解方法的约束，速度-压力的耦合计算只能采用Coupled算法，k-ε系列湍流模型只支持标准型的，也可能出现并行运算不能实现的问题。此外，由于阀板域转动后，需要重新挖洞建立计算域，可能产生孤立单元，对计算不利。而瞬态计算不会因为孤立单元的出现而停止。因此，最好在3.2节（2）中多尝试几个角度，以尽量避免计算过程中出现孤立单元。

更多详细内容，见文献[11]。