پس از ایجاد هندسه، مهم‌ترین گام در شبیه‌سازی جریان در حفره (Lid‑Driven Cavity Flow)، تولید یک مش با کیفیت مناسب است. کیفیت مش مستقیماً بر دقت نتایج، سرعت همگرایی و پایداری حل تأثیر می‌گذارد. از آنجا که مسئله Cavity Flow یک دامنه مربعی ساده دارد، معمولاً از مش ساختاریافته و یکنواخت استفاده می‌شود تا میدان سرعت و گرادیان‌ها به‌صورت دقیق و بدون اعوجاج محاسبه شوند.

در ادامه، مراحل تولید مش مناسب در محیط ANSYS Meshing را به صورت گام‌به‌گام توضیح می‌دهیم.

انتخاب محیط Meshing

  • از ANSYS Workbench روی گزینه Mesh کلیک کنید.
  • محیط Meshing باز شده و هندسه Cavity بارگذاری می‌گردد.

تعیین نوع مش و انتخاب روش مناسب

برای مسئله Lid‑Driven Cavity معمولاً بهترین انتخاب:

  • Mapped Face Meshing
  • Structured Mesh
  • Uniform Element Size

است. این نوع مش باعث می‌شود سلول‌ها مربعی، منظم و بدون skewness زیاد باشند.

تنظیم اندازه المان‌ها (Element Size)

  • برای حل دقیق، از مش با تعداد گره‌های مناسب استفاده کنید.
    • مثال رایج:
  • 50×50 (مش متوسط)
  • 100×100 (مش دقیق)
  • 200×200 (مش با دقت بالا برای مقالات)
  • Element Size را از بخش Sizing تنظیم کنید یا از روش تقسیم‌بندی (Edge Sizing) استفاده کنید.

تعریف Mapped Face Meshing

  1. در درخت پروژه، روی “Mesh” راست‌کلیک کنید.
  2. گزینه Insert → Mapped Face Meshing را انتخاب کنید.
  3. سطح (Face) مربعی حفره را انتخاب کنید.
  4. Meshing را اعمال کنید تا مش یکنواخت تولید شود.

تنظیم Edge Sizing برای کنترل تعداد سلول‌ها

برای ساخت مش مربعی دقیق:

  • روی هر یک از چهار لبه هندسه راست‌کلیک کرده و Edge Sizing را اضافه کنید.
  • “Number of Divisions” را تنظیم کنید:
    • مثال: 100
  • رفتار تقسیم‌بندی را روی Uniform بگذارید.

این کار باعث ایجاد یک شبکه کاملاً منظم می‌شود.

بررسی کیفیت مش (Mesh Quality)

پس از تولید مش، حتماً شاخص‌های کیفیت را بررسی کنید:

  • Skewness
    • باید کمتر از 0.25 باشد (برای مش Structured معمولاً زیر 0.01 است).
  • Orthogonal Quality
    • بالاتر از 0.95 ایده‌آل است.
  • Aspect Ratio
    • تقریبا 1 باشد چون سلول‌ها مربعی‌اند.

کیفیت بالا در این مسئله اهمیت ویژه‌ای دارد، زیرا گرادیان‌های سرعت در گوشه‌ها حساس‌اند.

تولید و انتقال مش به Fluent

  • پس از تأیید کیفیت، روی Generate Mesh کلیک کنید.
  • پروژه را ذخیره کنید.
  • سپس به Workbench بازگشته و “Setup” را باز کنید تا مش به Fluent منتقل گردد.

نکات مهم برای مش‌بندی Cavity Flow

  • مش یکنواخت بهترین گزینه برای این مسئله است.
  • نزدیک دیواره‌ها نیاز به ریز کردن مش در حالت لامینار نیست، اما برای موارد توربولانسی باید refinement انجام شود.
  • تکرار مش (Mesh Independence Study) برای اعتبارسنجی نتایج بسیار مهم است.

جمع‌بندی

مش‌سازی مناسب در مسئله Cavity Flow نقش کلیدی در دقت شبیه‌سازی دارد. استفاده از مش ساختاریافته، یکنواخت و با کیفیت بالا باعث می‌شود حلگر Fluent بتواند جریان گردابی درون حفره را با کمترین خطا محاسبه کند. با رعایت موارد فوق، می‌توانید یک مش استاندارد و قابل‌اعتماد برای شبیه‌سازی جریان در حفره تولید کنید.

کلیدواژه ها : مش‌بندی مسئله Cavity Flow-ANSYS Meshing cavity structured grid-Lid driven cavity mesh-Edge sizing for cavity mesh-مش یکنواخت در Fluent-Structured mesh for CFD cavity-Mapped meshing cavity flow-Quality check mesh cavity flow-Grid independence study cavity simulation