در فرآیند تولید شبکه ساختیافته در ICEM CFD، یکی از مراحل مهم پس از ایجاد بلوکها و تنظیم توپولوژی، کنترل تعداد المانها و نحوه توزیع آنها در امتداد لبههای بلوک است. این کار از طریق تنظیم پارامترهای Edge انجام میشود. در واقع هر Edge در ساختار Block Mesh مسیر قرارگیری گرهها و سلولها را مشخص میکند و با کنترل تعداد تقسیمها و نوع توزیع آنها میتوان تراکم شبکه را در نواحی مختلف هندسه مدیریت کرد.
مفهوم Edge در ساختار Block Mesh
در ساختار بلوکی ICEM CFD، هر بلوک از چندین لبه تشکیل شده است که این لبهها مرزهای اصلی مسیر شبکه را تعریف میکنند. در هنگام تولید مش ساختیافته، گرهها در امتداد این لبهها ایجاد شده و سپس در داخل بلوکها به سلولهای هگزا تبدیل میشوند. بنابراین تعداد گرههایی که روی هر Edge تعریف میشود مستقیماً تعداد سلولها در آن جهت را تعیین میکند. اگر تعداد تقسیمها در یک Edge افزایش یابد، شبکه در آن جهت ریزتر و متراکمتر خواهد شد.
تعیین تعداد تقسیمها روی Edge
یکی از پارامترهای اصلی Edge، تعداد گرهها یا المانهایی است که در امتداد آن قرار میگیرند. این مقدار معمولاً بر اساس ابعاد هندسه و دقت مورد نیاز در شبیهسازی تعیین میشود. برای مثال در نواحی که تغییرات جریان شدید است، مانند نزدیک دیوارهها یا اطراف اجسام، لازم است تعداد تقسیمها افزایش یابد تا شبکه بتواند گرادیانهای فیزیکی را با دقت بیشتری ثبت کند. در مقابل، در نواحی دور از جسم یا مناطقی که تغییرات جریان کمتر است، میتوان از تعداد تقسیمهای کمتر استفاده کرد تا هزینه محاسباتی کاهش یابد.
توزیع گرهها در امتداد Edge
علاوه بر تعداد تقسیمها، نحوه توزیع گرهها نیز اهمیت زیادی دارد. در ICEM CFD میتوان توزیع گرهها را به صورت یکنواخت یا غیر یکنواخت تنظیم کرد. در توزیع یکنواخت فاصله بین سلولها در طول Edge تقریباً برابر است. این حالت برای نواحی ساده و یکنواخت مناسب است. اما در بسیاری از مسائل CFD نیاز است که شبکه در نزدیکی دیوارهها یا مناطق حساس ریزتر باشد. در این حالت از توزیع غیر یکنواخت یا Biasing استفاده میشود که باعث میشود سلولها در یک سمت Edge متراکمتر و در سمت دیگر درشتتر باشند.
استفاده از Bias برای کنترل گرادیان شبکه
Bias یکی از مهمترین پارامترها برای کنترل تراکم شبکه در امتداد لبهها است. با استفاده از Bias میتوان نسبت اندازه سلولها را در طول یک Edge تغییر داد. برای مثال اگر هدف ایجاد سلولهای بسیار ریز در نزدیکی دیواره باشد، میتوان Bias را به گونهای تنظیم کرد که گرهها به سمت آن ناحیه متمرکز شوند. این روش در شبیهسازیهایی که شامل لایه مرزی هستند اهمیت ویژهای دارد، زیرا دقت محاسبه تنش برشی و انتقال حرارت به شدت به ریز بودن شبکه در نزدیکی دیواره وابسته است.
هماهنگی پارامترهای Edge در بلوکهای مجاور
یکی از نکات مهم در تنظیم Edgeها این است که لبههای مشترک بین بلوکهای مجاور باید تعداد تقسیمهای یکسانی داشته باشند. در غیر این صورت اتصال شبکه بین بلوکها به درستی انجام نمیشود و ساختار شبکه از حالت ساختیافته خارج خواهد شد. بنابراین هنگام تنظیم Edgeها باید به هماهنگی بین بلوکهای مختلف توجه کرد تا شبکه نهایی بدون گسستگی و کاملاً منظم ایجاد شود.
بررسی تاثیر تنظیم Edge بر Pre-Mesh
پس از تعیین تعداد تقسیمها و نوع توزیع گرهها روی Edgeها، معمولاً یک Pre-Mesh ایجاد میشود تا ساختار اولیه شبکه بررسی شود. این مرحله به کاربر اجازه میدهد تراکم شبکه، اندازه سلولها و یکنواختی آنها را قبل از تولید مش نهایی مشاهده کند. اگر در این مرحله مشاهده شود که شبکه در برخی نواحی بیش از حد درشت یا بیش از حد متراکم است، میتوان پارامترهای Edge را اصلاح کرد و دوباره Pre-Mesh را تولید نمود.
جمعبندی
تنظیم پارامترهای Edge یکی از مهمترین مراحل در کنترل تراکم شبکه در ICEM CFD است. با تعیین تعداد تقسیمها و نوع توزیع گرهها در امتداد لبهها میتوان اندازه و تراکم سلولها را در نواحی مختلف هندسه مدیریت کرد. استفاده صحیح از این تنظیمات کمک میکند شبکهای متعادل ایجاد شود که هم دقت مناسبی در شبیهسازی فراهم کند و هم از نظر هزینه محاسباتی بهینه باشد.
کلیدواژه ها : تنظیم Edge در ICEM CFD-Edge parameters ICEM CFD-کنترل تراکم شبکه-Edge meshing ICEM-تنظیم تعداد المان روی لبه-Bias در ICEM CFD-توزیع گرهها در مش ساخت یافته-Structured mesh edge control-تنظیم تقسیم بندی Edge-Edge mesh density control-آموزش Edge parameter در ICEM CFD-Structured grid edge settings-کنترل اندازه سلول در مش هگزا-ICEM CFD edge bias-Structured mesh refinement edge
