در نرم‌افزار ICEM CFD، پس از اینکه مراحل اولیه بلوک‌بندی (Blocking) و تنظیمات مرتبط با توزیع گره‌ها (Edge Parameters) انجام شد، گام حیاتی بعدی ایجاد Pre‑Mesh است. Pre‑Mesh به معنای یک “شبکه پیش‌نمایش” یا “شبکه اولیه” است که هنوز به طور کامل به مش نهایی تبدیل نشده است. هدف اصلی از ایجاد Pre‑Mesh، ارائه یک دید کلی از ساختار شبکه، بررسی کیفیت اولیه آن و شناسایی نواقص احتمالی قبل از تبدیل به مش نهایی برای حلگر CFD است.

چرا به Pre‑Mesh نیاز داریم؟

تولید مش نهایی برای حلگر CFD ممکن است زمان‌بر باشد، به خصوص برای هندسه‌های پیچیده و شبکه‌های بزرگ. Pre‑Mesh این امکان را فراهم می‌کند که کاربر در یک محیط سبک‌تر و با سرعت بیشتر، کیفیت و صحت بلوک‌بندی خود را ارزیابی کند. این مرحله به کاربر اجازه می‌دهد تا مشکلات را در مراحل اولیه شناسایی و برطرف کند، بدون اینکه نیاز به بازسازی کامل مش نهایی باشد.

مزایای ایجاد Pre‑Mesh:

  1. بررسی بصری ساختار شبکه: مشاهده نحوه توزیع سلول‌ها و هم‌جهت‌شدن آن‌ها با هندسه.
  2. ارزیابی سریع کیفیت اولیه: بررسی پارامترهایی مانند Aspect Ratio, Skewness و Orthogonality در یک نگاه.
  3. شناسایی سلول‌های بدشکل: تشخیص سریع نواحی با سلول‌های منفی یا بیش از حد کشیده.
  4. تصحیح توپولوژی بلوک‌بندی: امکان بازگشت و اصلاح بلوک‌بندی در صورت مشاهده مشکلات جدی.
  5. کاهش زمان تولید مش نهایی: با رفع ایرادات در مرحله Pre‑Mesh، زمان و منابع مورد نیاز برای تولید مش نهایی کاهش می‌یابد.

مراحل ایجاد Pre‑Mesh در ICEM CFD

برای ایجاد Pre‑Mesh در ICEM CFD، مراحل کلی زیر دنبال می‌شود:

  1. باز کردن بخش Blocking: از طریق درخت درختی نرم‌افزار، به بخش “Blocking” بروید.
  2. انتخاب گزینه Pre‑Mesh: در نوار ابزار یا منوی Blocking، گزینه‌ای مانند “Convert to Pre-Mesh” یا “Compute Pre-Mesh” را پیدا و انتخاب کنید.
  3. انتخاب نوع مش (اختیاری): بسته به نوع مش‌بندی (Hexa، Tetra، Hybrid) ممکن است گزینه‌هایی برای انتخاب نوع Pre‑Mesh ظاهر شود. برای شبکه‌های ساخت‌یافته معمولاً “Hexa” انتخاب می‌شود.
  4. تنظیمات پیشرفته (اختیاری): در برخی نسخه‌ها یا برای نیازهای خاص، ممکن است گزینه‌هایی برای تنظیمات پیشرفته‌تر مانند صاف کردن مش (smoothing) یا بررسی خطاها در هنگام تولید Pre‑Mesh وجود داشته باشد.
  5. اجرای فرمان: با کلیک بر روی دکمه “Apply” یا “Compute”، Pre‑Mesh تولید و در پنجره گرافیکی نمایش داده می‌شود.

بررسی کیفیت Pre‑Mesh

پس از ایجاد Pre‑Mesh، مهم‌ترین گام، ارزیابی کیفیت آن است. ابزارهای “Display Mesh” و “Mesh Quality” در ICEM CFD برای این منظور به کار می‌روند.

  1. نمایش اجزا: می‌توانید Pre‑Mesh را با اجزای مختلف مانند لبه‌ها (Edges)، سطوح (Faces) و حجم‌ها (Volumes) مشاهده کنید تا ساختار شبکه را از زوایای مختلف بررسی کنید.
  2. نمایش کیفیت آماری: بخش “Mesh Quality” گزارشی از پارامترهای کیفیتی مانند حداقل و حداکثر Skewness، Aspect Ratio و Determinant را ارائه می‌دهد. این مقادیر باید در محدوده قابل قبول برای حلگر CFD باشند.
  3. شناسایی سلول‌های با کیفیت پایین: ICEM CFD می‌تواند سلول‌هایی را که کیفیت آن‌ها زیر آستانه مشخصی است، برجسته کند. این سلول‌ها نیاز به بررسی و اصلاح دقیق‌تر دارند.
  4. بررسی نواحی بحرانی: به طور خاص، در نزدیکی لایه‌های مرزی، گوشه‌های تیز و مناطق با انحنای بالا، کیفیت Pre‑Mesh باید با دقت بیشتری بررسی شود.

اقدامات پس از بررسی Pre‑Mesh

اگر در مرحله بررسی Pre‑Mesh مشکلات جدی مشاهده شد (مانند سلول‌های منفی، Skewness بالا یا Aspect Ratio غیرقابل قبول)، باید به بخش Blocking بازگشت و اصلاحات لازم را انجام داد:

  • اصلاح توزیع گره‌ها: تغییر تعداد گره‌ها یا Bias در امتداد لبه‌ها.
  • جابجایی گره‌ها: استفاده از ابزار Move Vertex برای تنظیم دستی موقعیت گره‌ها.
  • صاف کردن مش: استفاده از ابزار Smoothing برای بهبود تدریجی کیفیت.
  • اصلاح Association: اطمینان از انطباق صحیح لبه‌های بلوک با منحنی‌های هندسه.

پس از انجام اصلاحات، باید مجدداً Pre‑Mesh را ایجاد و کیفیت آن را بررسی کرد تا زمانی که شبکه به کیفیت مطلوب برسد.

جمع‌بندی

ایجاد Pre‑Mesh یک گام ضروری و بسیار مفید در فرآیند تولید شبکه ساخت‌یافته در ICEM CFD است. این مرحله به کاربر امکان می‌دهد تا با سرعت و کارایی بالا، کیفیت اولیه شبکه را ارزیابی کند و مشکلات احتمالی را قبل از صرف زمان زیاد برای تولید مش نهایی برطرف نماید. تسلط بر ایجاد و بررسی Pre‑Mesh به بهبود کلی فرآیند شبیه‌سازی CFD و افزایش اطمینان از صحت نتایج کمک شایانی می‌کند.

کلیدواژه ها : ایجاد Pre‑Mesh در ICEM CFD‑Create Pre-Mesh ICEM CFD‑بررسی اولیه شبکه در ICEM‑Initial mesh check ICEM‑کیفیت Pre‑Mesh در ICEM CFD‑Pre-Mesh quality ICEM CFD‑مراحل تولید Pre‑Mesh‑Pre-Mesh generation steps‑ارزیابی کیفیت شبکه CFD‑CFD mesh quality evaluation‑اصلاح شبکه در مرحله Pre‑Mesh‑Mesh correction Pre-Mesh stage‑بلوک‌بندی و Pre‑Mesh در ICEM‑Blocking and Pre-Mesh ICEM