CFD Mesh Guide

CFDメッシュは、境界層・表面・体積を
一つの解像戦略として設計する

CFDでは「細かいメッシュ」だけでは不十分です。壁近傍の境界層、形状を表すsurface mesh、流れ場を満たすvolume meshを、対象現象とソルバーに合わせて設計します。

Three layers

CFDメッシュを3つに分けて考える

壁面、表面、体積を個別に最適化するのではなく、必要な解像度とメッシュ遷移を全体で整えます。

1. 壁近傍

first layer、growth factor、layer数を、必要な壁面解像と総厚さから設定します。y+はソルバー側の壁面モデルと合わせて判断します。

2. 表面メッシュ

曲率、エッジ、入口・出口、物理的に重要な領域をsurface meshで表現します。TriとQuadの選択もここで考えます。

3. 体積メッシュ

Tet、Hex、Sweepなどを使い分け、流れ方向の解像度、セル品質、計算規模を調整します。

Cubit boundary layer

Boundary Layerは対応schemeと制約を確認する

Coreform Cubitの現行Helpでは、Boundary Layerはtrimesh、pave、map、submap、sweep、tetmeshでサポートされています。一方で、3Dでは未対応のintersection typeとtopologyの組み合わせがあり、すべてのmeshing schemeと自由に組み合わせられるわけではありません。

したがって、境界層を設定しただけで完了とせず、生成後の層構造、接続、品質、solver側の要件まで確認する必要があります。

Selection

CFD用メッシャーは、解析対象と前処理要件で選ぶ

内部流れ、狭い隙間、複雑な外部形状、回転機械などでは必要な前処理が異なります。Cubitを使う場合も、CAD修復、形状分割、境界層、surface/volume mesh、solver exportまでを一連の工程として評価するのが安全です。

TriとQuad

表面メッシュの自由度、構造性、後続のvolume meshとの関係を比較します。

表面要素を比較 →

HexとTet

「どちらが常に高精度か」ではなく、物理・品質・分解能・コストで選びます。

体積要素を比較 →
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