S2V非结构化网格竟媲美传统CFD精度！

引言

在计算流体动力学（CFD）的分析中，网格划分阶段对模拟的可靠性起着至关重要的作用，尤其是与强有力的求解器结合使用时。近年来，随着涡轮机械叶片设计的复杂性不断增加，以及研发周期的大幅缩短，传统的网格划分技术越来越不足以应对这些需求。为确保竞争力，开发更复杂的网格划分技术并评估其实际效果变得尤为重要。

两种网格划分策略的比较

本次研究主要对比了在涡轮机叶片部分（包括跑步器和分配器）设计中使用两种不同网格类型生成的完整效率曲线图——传统的结构化网格和基于Fidelity CFD的非结构化表面-体积（S2V）网格。所有的模拟均通过Fidelity Flow在CPU与GPU硬件平台上运行，以评估其性能表现。

结构化网格长期以来被认为是涡轮机械领域的标准解决方案，但其在处理复杂叶片几何结构时常会形成瓶颈，不利于自动化的实现。与之相比，Cadence Fidelity中的S2V非结构化网格提供了一种可靠替代方案，显著扩展了CFD技术的应用范围。

网格配置与运行概述

具体而言，两种网格划分配置被用于实验对比：

1. 结构化网格：采用块结构划分，具备自动拓扑生成和网格点分布功能，同时还集成了优质的叶片到叶片（B2B）平滑技术，体现了传统的划分规范。
2. 非结构化网格：基于六面体主导的网格，具备自动生成周期性域功能，展示了S2V方法的优势。

在网格生成完成后，共进行了60次模拟以生成完整的效率曲线图，涵盖10种导流叶片开度和6种旋转速度。边界条件包括入口总压和速度方向，以及出口的静压。旋转壁面和静止壁面均有明确规定，并使用混合面作为转子-定子界面。

所有模拟均通过Fidelity Flow求解器在稳定状态条件下运行，采用k-ω SST湍流模型。该求解器基于非结构化单元中心算法，采用二阶有限体积方法，压力-速度耦合设计。运算过程中还结合MPI并行化技术及GPU加速进行高性能计算。

研究发现与重要意义

通过对比效率曲线的整体数值，两种方法的模拟结果非常相似。使用Fidelity Autogrid结构化网格和Fidelity Hexpress S2V非结构化网格生成的效率曲线的最大差异仅为0.2%。这一结果表明，基于自动化的S2V网格划分流程能够实现与结构化网格相近的准确性，是涡轮机械设计过程中一个强有力的替代选择，同时不损失性能表现。

在未来，国内从业人员可关注此类自动化网格技术的相关动态，积极探索其在复杂叶片设计中的应用潜力，为进一步推动涡轮机械CFD领域技术进步提供参考。

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本文来源：新媒网 https://nmedialink.com/posts/s2v-mesh-matches-cfd-accuracy.html