这是CFD界最后第8篇文章
在进行CFD模拟之前，首先要生成网格，不管是用ANSYS ICEM还是Pointwise。每个人都有自己生成网格的方法。每个人都觉得自己生成的网格最流弊。
既然人人都是网格艺术大师。本文就针对翼型，讨论一些经典的六面体网格划分策略。
H切分
H切分
经典的六面体网格block切分策略之一为H切分。H切分特别适合于前缘及后缘为尖角的翼型，但会导致翼型的前部和尾部产生特别致密的网格。对于前缘为曲边的翼型，H切分会导致产生奇异点。
其可以通过在前缘垂直的方向继续切分而缓解，但是致密的网格同样会在平行的方向向前伸展，导致非常高纵横比的网格。这些高纵横比的网格会使得CFD计算中的时间步长非常小进而影响计算效率。
前缘高纵横比网格
C切分
H切分的提高版本为C切分，C切分可以捕获前缘的曲率并且不产生任何奇异点。但是C切分在机翼的后缘依然会产生纵横比较高的网格。不过，或许机翼后缘致密的网格也有利于捕获尾流的形态。
C切分
O切分
O切分摒弃了H切分以及C切分的缺点，O切分不会产生高纵横比的网格，使用O切分生成的网格看起来非常漂亮。但是对于某些后缘趋向于0厚度的翼型，O切分同样具有缺点，其会产生非常高skewness的网格。
对于传统的非结构网格，通常要对壁面生成边界层，这些边界层同样需要借助于O切分，在所难免的在壁面同样会发生高纵横比网格以及奇异点。
过高的skewness会影响CFD求解器的稳健性并且导致求解精度变差，在这种情况下，导致有一部分人宁可忍受极为致密的C切分网格。
天下无好网格？
那么你可能会问，对于翼型到底需要什么样的网格？在回答这个问题之前，我们首先看看机翼的普适性网格要求以及物理特征。
对于一个机翼来说，如果进行RANS模拟，通常翼身需要布置300-400个网格点。对于有限厚度的后缘，需要约20-30个网格点，点的布置需要在百分之0.1个弦长左右。
在壁面边界层附近，至少需要20-40层边界层网格，且网格尽可能是正交的。第一层边界层网格的高度尽可能满足y+为1左右。网格伸展比建议小于1.2。边界层的网格正交性越好，CFD的结果越好。
同时，如果使用非结构笛卡尔网格的时候，需要注意不同block之间的跳跃层级，尽可能的每一次的越级在2。
翼型外围的网格要尽可能的伸展的足够远，以确保边界条件不会影响到内部流域。对于但机翼的模拟，计算域起码要是弦长的30倍。NASA官网建议采用500倍弦长。
对于500倍弦长的模拟，可以近似理解为你要模拟你自己身体的外流场，然而你需要生成半个足球场的网格。
网格终结者
自适应网格是唯一的答案？网格自适应可以在需要细化的区域进行自动细化来捕获尖锐梯度的流动。但是网格自适应对CFD求解器的稳健性要求较高。
或许可以依靠经验较为丰富的CFD工作者自动的在需要细化的区域进行网格细化生成。但这往往过度依靠于直接和经验。
不过在采用多block网格生成的时候，前文讨论的C切分以及O切分的缺点都可以被防止。例如对于下图中的网格，由于激波位置可以很好的被提前预知。因此在激波位置处布置了多个block来进行捕获。
多block网格布置
对于外围区域同样可以布置多个block
多block布置的思想，导致了最终的“nesting”网格划分策略。对于nesting网格划分，不近具有前文不同切分思想的优点，还可以做到和非结构网格一样疏密有致错落均匀。
nesting网格划分策略
在过去，如果CFD预测的流场可以和实际的流场相匹配，那么我们认为CFD的使命完成了。但是在现在以及未来，CFD将作为实验前期的辅助工作来进行设计，大大减少实验数量以及资金成本。
使用CFD进行预测精准性的根本点之一在于网格，不同的网格生成技术，直接关系到CFD求解的精准度甚至收敛性。目前的计算机发展速度已经使得RANS模拟步进到LES甚至DNS模拟。
对于高精度CFD计算，低纵横比、高度正交的六面体网格是必然的。或许nesting网格切分策略会在未来的网格划分大战中夺得网格金马奖？
Let's wait and see
拓展阅读:
改写数学历史的百万美元大奖
CFDer把妹指南
CFD算不准，怪我？？