【小白的CFD之旅】21 网格划分软件的选择

但是怎样才能获得流体计算网格呢？“工欲善其事必先利其器”，画网格该用什么器呢？小白决定找黄师姐请教一番。

小白找到黄师姐的时候，黄师姐正在电脑上忙着。
“黄师姐，我发现网格划分软件有好多种，究竟哪种才更适合于CFD网格划分呢？”，小白在实验室找到黄师姐并询问道。
“现在市面上的确有很多网格划分软件，这对于新手们来说选择起来真的挺难的。”黄师姐放下鼠标说道。
“那要怎么去选择呢？”小白问道。
黄师姐谈起了她对于网格划分软件的选择策略

1 常见网格划分工具

当前市面上有形形色色的网格生成软件，这里列举一些最常见的网格软件。

• ANSYS ICEM CFD
  ICEM CFD如今是ANSYS软件中的一个前处理模块，在早些年（2002）ICEM CFD还不属于ANSYS，自从被ANSYS收归旗下之后，ANSYS就将其作为主打前处理软件对待，后来收购了CFX软件，ANSYS果断放弃了CFX原有的前处理模块（CFX-Build，一款以Patran为基础开发的CFD前处理模块），从CFX被收购后的第一个版本（CFX5.7)起，ICEM CFD就被作为CFX的御用前处理器。而在2005年ANSYS收购FLUENT后，ANSYS更是逐渐淡化GAMBIT作为FLUENT的前处理器作用，转而将ICEM CFD作为FLUENT的前处理器，同时在ANSYS14.5版本之后，将ICEM CFD作为Workbench中的模块（之前一直作为独立软件包）。如今ICEM CFD已经作为ANSYS CFD软件的前处理器。
  总体来说，ICEM CFD是一款功能全面的CFD网格生成工具。其不仅支持block形式的六面体网格，还支持生成四面体，五面体(金字搭)，三棱柱，笛卡尔网格等形式的网格，足以应对任何复杂程度几何模型的网格生成工作。

• ANSYS Mesh
  这其实是ANSYS Workbench的网格模块，为ANSYS Worbench中的求解器（结构、电磁、流体等）提供网格。随着ANSYS版本的更新，该模块的网格生成功能也日益强大。据说该模块在不断的吸收GAMBIT、ICEM CFD及TGrid（都是ANSYS收购的软件）的网格生成算法，按照ANSYS的发展策略，可以预测将来ANSYS将会以此模块作为主打网格生成器。

• TGrid
  这是一个非结构网格生成器，原本属于FLUENT，在ANSYS收购FLUENT的时候被一起打包收购。据说该软件生成非结构网格能力超强，可以毫不费劲的生成千万级别的网格。目前该软件已经被集成进fluent软件，作为FLUENT Meshing模式。

• PointWise
  说起PointWise就不能不提Gridgen，Pointwise是Gridgen换了副面孔后的结构。Gridgen据说来源于通用动力公司开发F16战斗机时的遗留品，目前在CFD网格领域占有很大的比重。该软件提供了众多的网格操纵功能，在结构网格与非结构网格划分方面均提供了良好的性能，输入输出接口也相当丰富，能够支持绝大多数CAD文件格式，也支持绝大多数CFD求解器。对于打算长期从事CFD行业的人们来讲，PointWise是不错的选择。

• GridPro
  GP是另一款CFD专用网格生成软件。该软件早期版本仅能生成六面体网格，不过该软件新版本貌似可以生成四面体网格了，实用性也更高了。该软件采用类似icem CFD的block网格生成思路，先创建块，再将块与几何进行关联，之后在块上生成网格，并将块上的网格映射到几何上，形成最终的网格。

• ANSA
  ANSA是一款希腊人开发的软件，号称是操作最快的软件。打开软件就明白这软件快的理由:所有的功能按钮都是单级，省去了其他软件多级菜单的寻找时间，当然快了。单级按钮虽然操作方便，但有密集恐惧症的使用者肯定不会这么想。
  ANSA的优势在于其面网格生成功能，因此尤其适合于汽车工业的有限元计算网格。对于CFD计算所需的体网格，虽然也可以生成，但更多的是利用ANSA生成初始面网格，再利用其它的体网格生成软件导入面网格，并生成体网格。

• HyperMesh
  HM的情况与ANSA非常相似，它们是直接的竞争对手，功能重合度99%，这里不再细数。

3 如何选择

其实上述的任何一款软件都能满足工程需要，但考虑到各软件的易用性及功能侧重点，针对自己的工作环境选择合适的软件及其组合，还是可以考虑的。
最基本的原则：能输出目标求解器支持的网格文件类型，除此以外还可以采用以下方案：

• 单纯的CFD环境。可以考虑ANSYS ICEM CFD或POINTWISE。就学习成本来讲，这两款软件差不多。

• 涉及多物理场计算。如果ANSYS系列软件，则建议使用ANSYS Mesh，可以同时划分流体网格和固体网格。

• 比较流行的工程组合TGrid+ANSA及TGrid+Hypermesh，主要是利用ANSA及Hypermesh生成面网格，之后利用TGrid生成体网格。这种方式充分利用了两个软件各自的优势，但缺点是需要购买两款软件，成本比较高。

• 免费的方案。不少人出于成本考虑，可能更希望找到一些免费的网格工具，这里推荐salome。这是一款基于opencascad的开源软件，同时具备几何建模及网格划分功能，是一款功能全面的前处理软件。

4 网格划分学习

对于网格划分，重要的是练习，对于网格小白来讲，需要了解以下一些东西：

• 网格生成的基本流程。虽然当前网格生成软件众多，但是实际上网格生成流程都差不多，无非是：【几何准备】—【尺寸控制】—【局部控制】—【网格生成】—【质量评价】—【网格修改】—【网格输出】
• 评价网格好坏。对不同形式的网格，能快速评判其好坏，并配合软件对坏网格进行修补。
• 网格疏密分布。需要根据所求解的问题，提前预测测物理量分布，在梯度大的区域分布更密的网格。有时求解器提供的网格自适应功能也能提供较好的网格划分思路。
• 网格输出。通常情况下可输出为通用格式，如Fluent所支持的msh格式，可以被非常多的CFD软件所支持。

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郑重申明

• 本系列根据真实经历改编，如有雷同实属巧合，请勿人肉
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