動網格除了前面講了很多的關於運動指定之外，另一個重要主題則為網格的更新。
在部件運動之后，不可避免的會造成網格形狀的變化，如若不對網格加以控制，在持續運動的過程中，則可能造成網格極度變形、歪曲率過大，甚至產生負體積。因此必須對發生變形的網格進行矯正。
Fluent主要提供了三種方式控制網格:
- Smoothing
- Layering
- Remeshing
本文關注Fluent中的Smoothing方法。
啟用Smoothing方法
Smoothing方法的啟用非常簡單，只需要在Dynamic Mesh中激活Smoothing選項即可，如圖所示。
之后可進入Setting...菜單項中進行參數設置。
Smoothing設置面板
Smoothing參數比較多，如圖所示。
其包含三種光順方法:
- Spring/Laplace/Boudary Layer
- Diffusion
- Linearly Elastic Solid
通常選擇: - 小幅度的網格運動，使用smoothing方法，此方法計算量較小
- 大幅度的網格運動，建議使用Diffusion方法，此方法可以提供較好的網格質量
- 對於存在旋轉運動的邊界，可以使用Linearly Elastic Solid方法，此方法計算量最大，但能夠提供更好的網格質量。
彈簧光順
彈簧光順(Spring)是最基礎的光順方法，也是Fluent默認使用的光順方法。
該方法的基本思路是將網格節點之間的連接線近似為彈簧，通過計算節點之間力平衡方程得到各節點光順后的位置。
\[\vec{F_{i}}=\sum_{j}^{n_i}{k_{ij}(\Delta\vec{x}_j-\Delta\vec{x}_i)} \]
式中\(\Delta \vec{x}_i\)及\(\Delta \vec{x}_j\)分別為節點i與節點j的位移。\(n_i\)為與節點i相連的節點數量；\(k_{ij}\)為節點i與節點j之間的彈簧剛度。
彈簧剛度可定義為：
\[k_{ij} = \frac{k_{fac}}{\sqrt{|\vec{x}_i-\vec{x}_j|}} \]
式中\(k_{fac}\)為Spring Constant Factor，是一個需要用戶輸入的值。
當彈簧力達到平衡時，可計算得到：
\[\Delta \vec{x}_i^{m+1}=\frac{\sum_{j}^{n_i}{k_{ij}\Delta \vec{x}_j^m}}{\sum_{j}^{n_i}{k_{ij}}} \]
其中，m為迭代次數。
當節點i的位移計算得到之后，即可更新網格位置：
\[\vec{x}_{i}^{n+1}=\vec{x}_i^n+\Delta \vec{x}_i^{converged} \]
需要設置的參數包括:
Spring Constant Factor:彈簧常數因子。該參數控制了擴散阻尼，參數取值范圍0~1，默認值為1。此參數越小，表示網格之間的阻尼越小，網格運動更容易擴散到更遠的節點。當邊界運動較為劇烈時，可適當減小此數值。Convergence Tolerance:收斂精度。計算網格節點運動采用的是迭代法，這個迭代容差控制了迭代精度。默認值為0.001，通常不需要修改。Number of Iterations:迭代次數。當迭代次數達到此設定值，停止迭代計算。默認值為20，通常不需要修改。
這三個參數決定了彈簧光順過程中網格節點的運動方式。
Elements方式決定了更新的網格類型:Tri in Tri Zones:只光順三角形或四面體網格Tri in Mixed Zones:光順混合區域中的三角形或四面體網格
要點
對於彈簧光順方法：
- 光順方法並不會改變網格拓撲關系。意思是說，不管部件如何運動，網格節點之間的鏈接關系不會發生改變，網格的數量也不會變化。因此光順方法只適合於小幅度的運動。
- 可通過調整設置參數
Spring Contant Factor來控制網格節點的運動幅度。當邊界運動幅度很大時，可適當降低該參數值，從而利用更多的網格節點運動來消減邊界運動造成的網格影響。 - 光順方法只要適用於三角形或四面體網格，雖然Fluent宣稱smoothing方法可以用於所有網格，但其實在其他類型的網格上，smoothing並不會得到好的結果。
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