2.2 網格處理方法

網格劃分是數值模擬中最關鍵的一個步驟，其質量的好壞不僅關系到數值模擬的求解速度，同時還會直接影響計算求解的精度。網格劃分技術已經發展了幾十年，主要可以分為結構化網格技術和非結構化網格技術。結構化網格是指網格區域內所有的內部點都具有相同毗鄰單元的網格形式，該類型網格僅包括四邊形網格和六面體網格；而非結構化網格是指網格區域內的內部點不具有相同毗鄰單元的網格形式，即網格區域內的不同內點周圍的網格數目不同，該類型網格主要包含三角形網格和四面體網格等。

由于流程閥門內部結構的復雜性，均一尺寸的網格已不適用于其內部復雜流動的數值模擬計算。因此，在一般情況下，都將流程閥門的流場劃分成幾塊區域，分別對其劃分網格，并對一些狹小區域和間隙區域進行網格加密處理。圖2-1為蝶閥內部流道加密前與加密后的網格對比。

當閥門瞬態調控時，閥芯位置會隨著時間發生變化，進而引起閥門內部流道結構的改變。為了模擬該狀態下閥門內部流體的流動規律，需要對網格進行實時調節。目前，流程閥門動態調控過程的網格處理方法主要有兩種：動網格和滑移網格。

圖2-1 蝶閥內部流道加密前與加密后的網格對比

動網格方法主要用于閥門內部流道結構發生形變的情況，如閘閥的閘板運動，截止閥閥芯的運動。該方法需要先劃分好初始網格，然后編譯自定義函數設置閥芯結構的運動規律，而網格將隨著閥芯的運動實時更新。在Fluent中主要提供了三種動網格更新方法：彈簧近似光順方法、動態層方法和局部重構方法。由于局部重構方法能夠對質量較差的網格進行合并和拆分，提高重新劃分后網格的質量，因此，流程閥門的瞬態數值計算中主要采用該方法對變形流道的網格進行重新生成。

滑移網格方法主要用于閥門內部部分流場區域發生整體移動的場合，如蝶閥和球閥閥芯區域的旋轉運動。該方法需要將運動區域獨立分區，并劃分好初始網格，定義該運動區域網格以及閥芯結構的運動規律。在滑移網格方法中，網格結構不發生任何形變，只是動靜區域網格的相對位置發生變化。