壁面与边界层网格加密技巧

做CFD仿真，壁面附近的网格质量直接决定结果准不准。因为边界层里速度梯度极大，从壁面的零速到主流区的自由流速，变化可能就在零点几毫米内。网格不够密，这个梯度就抓不住，壁面剪切应力、换热系数这些关键参数全部跑偏。

所以壁面加密是网格划分里最重要的一步，没有之一。

加密的核心指标是y+值。y+是无量纲壁面距离，它决定了你用什么湍流模型。如果用标准壁面函数，y+要控制在30到300之间；如果用增强壁面函数或者低雷诺数模型，y+要压到1以下，甚至接近0.1。y+太大，边界层第一层网格离壁面太远，壁面函数失效；y+太小，网格量爆炸，计算成本扛不住。

具体怎么操作？第一步，先估算壁面第一层网格高度。根据你选的湍流模型和目标y+值，反推出第一层网格应该多厚。第二步，在壁面法向方向上设置足够多的网格层，一般至少10到15层，让速度从零平滑过渡到主流区。第三步，用增长率控制，相邻两层网格的厚度比建议在1.1到1.2之间，太大梯度突变，太小层数太多。

除了法向加密，壁面切向方向的网格也不能太粗，尤其是弯管、钝体这些有流动分离的地方，切向网格太粗会导致分离点位置算不准。

总结一句话：壁面加密不是无脑加密，而是根据y+目标值，算出第一层高度，然后用法向层数和增长率把边界层完整地铺出来。该密的地方密到位，该粗的地方别浪费，这才是正确的加密思路。

   计算采用的加密的网格
 

   不同网格得到的残差曲线
 

  不同网格得到的阻力系数曲线
 

  不同网格得到的速度云图
 

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