![热能工程与先进能源技术仿真与设计](https://wfqqreader-1252317822.image.myqcloud.com/cover/336/25793336/b_25793336.jpg)
第3章 网格划分
3.1 建立自由三角形网格
3.1.1 根据系统默认尺寸直接生成自由网格
第一步 首先利用COMSOL软件,打开模型3-0.mph。右击Model Builder窗口中的Mesh1,在弹出的菜单中选择Free Triangular选项,如图3-1所示。
![](https://epubservercos.yuewen.com/C43D1B/14262440405013106/epubprivate/OEBPS/Images/img00108002.jpg?sign=1738939136-aHJYtrsgmsMRR5UbH40pf1DrhhurG5wd-0-bb36864d11721054cadf6841d8a7e4b6)
图3-1 选择Free Triangular命令
第二步 单击Build Selected,完成网格划分,如图3-2所示。
![](https://epubservercos.yuewen.com/C43D1B/14262440405013106/epubprivate/OEBPS/Images/img00108003.jpg?sign=1738939136-mgANJ4OREyAQ1TTVmdsThbV9otTAugVA-0-3d451af557aba055efcc92d506f28766)
图3-2 生成Free Triangular网格
3.1.2 利用Size控制不同边的网格尺寸
(1)预定义网格尺寸
第一步 打开模型3-0.mph,右击Model Builder窗口中的Mesh 1,在弹出的菜单中选择Free Triangular选项。
第二步 在Model Builder窗口,右击Free Triangular 1在弹出的菜单中选择Size选项。
第三步 在Settings窗口中的Geometric Entity Selection部分,从Geometric entity level列表中选择Boundary。
第四步 在Graphics窗口选择需要划分的边界,并添加到Settings窗口中的Selection下面的方框中。
第五步 在Settings窗口中的Element Size部分,选择Predefined(预定义)并从其列表中选择Finer,确定网格尺寸,如图3-3所示。
![](https://epubservercos.yuewen.com/C43D1B/14262440405013106/epubprivate/OEBPS/Images/img00109001.jpg?sign=1738939136-Zwz1sBy4irUV9nAENKY8G9QaYy29lDEN-0-eaf01075a57d93ff704f21093a95d429)
图3-3 设置网格尺寸
第六步 单击Build Selected,完成网格划分,如图3-4所示。
![](https://epubservercos.yuewen.com/C43D1B/14262440405013106/epubprivate/OEBPS/Images/img00109002.jpg?sign=1738939136-d5K2sAL8EcBhKesX2QZmTEj4sKhovLJ5-0-a3c3be8fedb909d5d1b720cfa8cb5aa0)
图3-4 生成预定义网格
注:没有选择的边界,网格尺寸由Mesh 1下面的Size来确定,可以从预定义中选择,也可以自定义。
(2)自定义网格尺寸
第一步 打开模型3-0.mph,右击Model Builder窗口中的Mesh 1,在弹出的菜单中选择Free Triangular选项。
第二步 在Model Builder窗口,右击Free Triangular 1在弹出的菜单中选择Size选项,如图3-5所示。
![](https://epubservercos.yuewen.com/C43D1B/14262440405013106/epubprivate/OEBPS/Images/img00109003.jpg?sign=1738939136-5wlvCk4XWQIIzqoARje2bJmPm5hlCgHf-0-2d79ec686eedab4fc3c495679800d12c)
图3-5 选择Size命令
第三步 在Settings窗口中的Geometric Entity Selection部分,从Geometric entity level列表中选择Boundary。
第四步 在Graphics窗口选择需要确定网格大小的边,并添加到Settings窗口中的Selection下面的方框中。
第五步 在Settings窗口中的Element Size部分,选择Custom,自定义网格尺寸。
第六步 在Settings窗口中的Element Size Parameters部分选择Maximum element size,并在相应的对话框中输入0.01,确定最大网格尺寸,如图3-6所示。
![](https://epubservercos.yuewen.com/C43D1B/14262440405013106/epubprivate/OEBPS/Images/img00110001.jpg?sign=1738939136-psUpfJ5MTyhJBoFOzd2eeKudB9nPK2CY-0-50a15e17d8f48ee84e05048bd8231b65)
图3-6 自定义网格尺寸
第七步 单击Build Selected,完成网格划分,如图3-7所示。
![](https://epubservercos.yuewen.com/C43D1B/14262440405013106/epubprivate/OEBPS/Images/img00110002.jpg?sign=1738939136-Qd3uw3QTskNtqYIRb5pF7f73jG9920Ij-0-cd0557b360b278db1269b0c4324382fa)
图3-7 生成自定义网格
注:可以使用Size控制边上网格的大小。
3.1.3 利用Size控制不同区域的网格尺寸
第一步 打开模型3-1.mph,右击Model Builder窗口中的Mesh 1,在弹出的菜单中选择Free Triangular选项。
第二步 在Model Builder窗口,右击Free Triangular 1在弹出的菜单中选择Size选项。
第三步 在Settings窗口中的Geometric Entity Selection部分,从Geometric entity level列表中选择Domain。
第四步 在Graphics窗口选择需要划分的区域,并添加到Settings窗口中的Selection下面的方框中。
第五步 在Settings窗口中的Element Size部分,选择Predefined(预定义)并从其列表中选择Finer,确定网格尺寸,如图3-8所示。
![](https://epubservercos.yuewen.com/C43D1B/14262440405013106/epubprivate/OEBPS/Images/img00110003.jpg?sign=1738939136-JLMWCNJdUAg8hQ5343nIVaMMhWMHVlMk-0-d23717430433b1a0eb9ada61a290bcfd)
图3-8 设置区域2网格
第六步 重复第二、三、四步。
第七步 在Settings窗口中的Element Size部分,选择Predefined(预定义)并从其列表中选择Normal,确定网格尺寸,如图3-9所示。
![](https://epubservercos.yuewen.com/C43D1B/14262440405013106/epubprivate/OEBPS/Images/img00111001.jpg?sign=1738939136-0x8xqNoRxrZbmbmr0y0aaTtZ20HSgkUI-0-0f245ba2cbad6c90a7bade1b613053b9)
图3-9 设置区域1网格
第八步 单击Build Selected,完成网格划分,如图3-10所示。
![](https://epubservercos.yuewen.com/C43D1B/14262440405013106/epubprivate/OEBPS/Images/img00111002.jpg?sign=1738939136-fwZ0ZFC5qmJiVcnwEfQfvNNCHDte7uOf-0-0b452c5574e97bdd4d8d5b35ad221d62)
图3-10 生成不同区域网格
注:不同的区域可以采用不同的网格尺寸。
3.1.4 利用Distribution控制不同边的网格数量
第一步 打开模型3-2.mph,右击Model Builder窗口中的Mesh 1,在弹出的菜单中选择Free Triangular选项。
第二步 在Model Builder窗口,右击Free Triangular 1在弹出的菜单中选择Distribution选项,如图3-11所示。
![](https://epubservercos.yuewen.com/C43D1B/14262440405013106/epubprivate/OEBPS/Images/img00111003.jpg?sign=1738939136-vy51hYcGVuOFAbKVLzY7uNpGVUP6x0wx-0-6a0c6c572c6160e8dbb26bf77b1f9398)
图3-11 选择Distribution命令
第三步 在Graphics窗口选择需要划分的边界,并添加到Settings窗口中的Boundary Selection部分的方框中。
第四步 在Settings窗口中的Distribution部分,在Distribution properties列表中,对边界的划分有三种方式,分别介绍如下。
方式一:确定网格点位置
在Distribution properties列表中选择Explicit distribution(明确划分),并在Explicit element distribution所对应的方框中输入0,2,5,10,指定该边界上网格点位置,如图3-12所示。
![](https://epubservercos.yuewen.com/C43D1B/14262440405013106/epubprivate/OEBPS/Images/img00112001.jpg?sign=1738939136-FYMKD8YLcUu2PQeOSXClca2P7AMIKYTK-0-84668d4eff7173f7f7f202bf566cd026)
图3-12 设置边界7网格点位置
方式二:确定边界网格数量
在Distribution properties列表中选择Fixed number of elements,并在Number of elements所对应的方框中输入20,指定该边界上网格数量,如图3-13所示。
![](https://epubservercos.yuewen.com/C43D1B/14262440405013106/epubprivate/OEBPS/Images/img00112002.jpg?sign=1738939136-hetj231d1WGqBhQ1ElA0GMLq2fCwYyDP-0-40c210a180c9a29f64a0c970439a8517)
图3-13 设置边界6网格数量
方式三:预定义分布类型
在Distribution properties列表中选择Predefined distribution type,并在Number of elements所对应的方框中输入10,指定该边界上网格数量,在Element ratio所对应的方框中输入3,确定网格尺寸增长比率,如图3-14所示。
![](https://epubservercos.yuewen.com/C43D1B/14262440405013106/epubprivate/OEBPS/Images/img00112003.jpg?sign=1738939136-LQLuPvc8CUKiF8cWvFXyMbkhJFfr0lCc-0-146146453553999b97506a385d6bc7c1)
图3-14 设置边界4网格数量及网格尺寸增长比率
第五步 单击Mesh 1下面的Size,在Settings窗口中设置网格大小,可以从预定义中选择,也可以自定义,这里我们选择预定义里的Normal。
第六步 单击Build All,完成网格划分,如图3-15所示。
![](https://epubservercos.yuewen.com/C43D1B/14262440405013106/epubprivate/OEBPS/Images/img00113001.jpg?sign=1738939136-As3YGXbBFk9l7QuvPmzxDvpkuMU2naNG-0-ecfe60b270f78cb38e30fc229b42355a)
图3-15 生成所有网格
在方式三(预定义分布类型)中,我们可以选择Distribution部分下面的Symmetric distribution(对称分布)和Reverse distribution(反向分布),如图3-16所示。
![](https://epubservercos.yuewen.com/C43D1B/14262440405013106/epubprivate/OEBPS/Images/img00113002.jpg?sign=1738939136-m8h1fq6zK1gMu4hrUFbpzcYX5pegDPs5-0-8aeaf5a6f7fef9a7a5d5e63fc6f57676)
图3-16 正反网格对比