2.2 网格处理方法

网格划分是数值模拟中最关键的一个步骤，其质量的好坏不仅关系到数值模拟的求解速度，同时还会直接影响计算求解的精度。网格划分技术已经发展了几十年，主要可以分为结构化网格技术和非结构化网格技术。结构化网格是指网格区域内所有的内部点都具有相同毗邻单元的网格形式，该类型网格仅包括四边形网格和六面体网格；而非结构化网格是指网格区域内的内部点不具有相同毗邻单元的网格形式，即网格区域内的不同内点周围的网格数目不同，该类型网格主要包含三角形网格和四面体网格等。

由于流程阀门内部结构的复杂性，均一尺寸的网格已不适用于其内部复杂流动的数值模拟计算。因此，在一般情况下，都将流程阀门的流场划分成几块区域，分别对其划分网格，并对一些狭小区域和间隙区域进行网格加密处理。图2-1为蝶阀内部流道加密前与加密后的网格对比。

当阀门瞬态调控时，阀芯位置会随着时间发生变化，进而引起阀门内部流道结构的改变。为了模拟该状态下阀门内部流体的流动规律，需要对网格进行实时调节。目前，流程阀门动态调控过程的网格处理方法主要有两种：动网格和滑移网格。

图2-1 蝶阀内部流道加密前与加密后的网格对比

动网格方法主要用于阀门内部流道结构发生形变的情况，如闸阀的闸板运动，截止阀阀芯的运动。该方法需要先划分好初始网格，然后编译自定义函数设置阀芯结构的运动规律，而网格将随着阀芯的运动实时更新。在Fluent中主要提供了三种动网格更新方法：弹簧近似光顺方法、动态层方法和局部重构方法。由于局部重构方法能够对质量较差的网格进行合并和拆分，提高重新划分后网格的质量，因此，流程阀门的瞬态数值计算中主要采用该方法对变形流道的网格进行重新生成。

滑移网格方法主要用于阀门内部部分流场区域发生整体移动的场合，如蝶阀和球阀阀芯区域的旋转运动。该方法需要将运动区域独立分区，并划分好初始网格，定义该运动区域网格以及阀芯结构的运动规律。在滑移网格方法中，网格结构不发生任何形变，只是动静区域网格的相对位置发生变化。