[網格]-Icepak中的風扇網格特性

2022/09/28閱讀時間約 2 分鐘
Icepak中,提供了許多的物件方便使用,有PCB模組,有Block,有隔板...等等。其中風扇模組,算是一個比較特別的東西。他模組化的不只是設定,還包含了上下游的網格。
在模型上我們可以描述的有:
1. 外殼的尺寸
2. 風扇內外徑
   3. 中央Hub Size
   4. PQ Curve

沿著風向切剖面,網格看起來會是長這樣,著色部分代表是固體的部分。
可以看出除了風扇本體之外,上下游一定距離的網格也被以符合風扇特性的方式切割並且過渡到Global mesh setting
在風扇模型中因為不可避免的會出現曲面過渡,一般Icepak都是透過O-grid來實現。
這是使用風扇模組時一個無法避免的狀況,為了符合幾何外型以及流場特性,在切網格時他就有固定的切法。但是當有障礙物出現在風扇下游的時候就會導致一些問題,網格變形(mesh distortion)。
當障礙物跨進了風扇下風處網格的保留區域的時候,他會盡可能地保持原有的結構,但是去壓縮距離。在這種結構下,很遺憾的,加密只會讓事情變得更糟
從上到下三張圖分別是障礙物越靠越近的狀況,直到最後太靠近而無法保持預設的切分方式。在壓縮的過程當中,網格的歪曲度(skewness)會一路提高,直到最後無法保持原有的O-grid結構。此時,網格數量會急遽的增加。
上下兩張圖分別是O-grid結構下的風扇,與破壞後的網格。在無法使用O-grid下又要保持曲面的完整性下,付出的代價就是更多的網格。
所以在使用風扇模組的時候,能夠使用O-grid又能保持歪曲度不過大是最終的目標,要達到這個目標有幾個建議:
1. 障礙物離下游處至少有 0.5R以上,R是風扇外徑,此時最為理想
2. 當障礙物跨進 0.285R時,將無法O-grid,但是歪曲度會大幅減小
3. 障礙物落在 0.285R~0.5R 的區間時,將會陷入歪曲度過大而無法求解的胡同
有時候如果些微的調整位置不影響特性太多,放膽調一下,會讓人生更輕鬆。
但是如果就算是只差1mm也有重大影響,那關掉O-grid可能是你唯一的選擇。
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