生成的网格所能达到的基本指标1概述1.1控制网格质量的必要性在CFD计算中数值误差,也即数值解与微分方程精确解之间的偏差，主要是由截断误差及网格划分不够细密所造成的。

而当离散格式的截断误差确定以后,网格的疏密及其分布特性就成了决定离散误差的关键因素。

一般在CFD计算中，第一步就是生成计算网格，流场的主要信息都存储在计算网格的节点或者界面上，网格生成质量的高低直接影响着数值分析结果的精度与稳定性。

特别是近壁处及通量梯度较大的区域的网格分布最为关键。

粗糙的网格会导致数值模拟精度的降低，甚至不能得到收敛解；而过细的网格一方面会耗费过多的计算资源，另一方面也可能导致离散误差的增加，选择适宜的精密网格对于提高计算精度非常关键。

因此生成高质量的、适宜的精密网格是获得高精度数值模拟结果的必要条件，在进行CFD计算中必须控制网格的数量及质量。

1.2对计算网格的基本要求网格分为结构化和非结构化两大类，由于结构化网格在计算精度、计算时间等方面存在相对优势，目前在CFD计算中广泛采用的仍是结构型网格。

因此为确保计算结果的正确性及模拟的精度，本课题组要求尽量使用结构化网格，除非在极个别的情况下(如几何结构过于复杂，很难生成结构化网格)才允许使用非结构化网格。

对生成的六面体结构化网格的质量有以下几方面的要求：➢首先计算网格中不允许存在负体积，这是保障计算网格正确性的基本要求。

➢网格单元的总体分布应尽量与主流方向保持一致。

➢有叶片的区域，应采用绕叶片的O型网格来处理边界层内的流动，另外，O型网格对网格加密很有利。

➢在所有计算区域的边界处的计算网格线应最大程度的与边界正交，角度最小应大于45°。

➢计算单元的纵横比不能过大，一般应控制在[1,100]之间，不应高于100。

(Aspect Ratio，[1，∞]，越接近于1表明网格质量越高)➢任意两相邻网格的同一方向上的尺寸比位于[0.5,2]之间。

➢偏斜度(skewness）应该位于[0.2，1.0]之间。

➢与同一节点相邻的最大/最小网格单元体积比最好不超过2.0，最大值不能超过8.0。

➢网格单元最小角度/最大角度。

角度应该处于[25°,155°]之间，不应该超出此范围。

➢最大/最小边长比。

整个计算区域内所有面上的最大/最小边长比应该小于100。

➢最大/最小体积比。

在整个计算域中最大计算单元与最小计算单元的体积比应小于10000。

➢网格的整体质量应该大于0.25。

（quality，[0,1]之间，越接近于1表明网格质量越高）。

➢所有交界面的两侧网格单元分布应尽量一致，界面两侧相邻单元的面积比最大不超过4。

➢单个流道两个周期面上网格的周期性应该得到保证。

(对应节点应该被设为周期节点，对应周期边上点分布规律应该相同)。

2混流式水轮机金属蜗壳CFD计算网格的生成2.1蜗壳的基本几何形状金属蜗壳的基本形状蜗壳截面图2.2蜗壳结构化网格块的生成步骤一生成三维基本块，并初步进行投影。

步骤二步骤三将基本块沿蜗壳走向延伸。

生成整个蜗壳的基本块结构。

步骤四步骤五生成整个蜗壳的O型网格块在O型网格块上划分出蜗壳与固定导叶交界面的网格线步骤六步骤七在蜗壳与固定导叶交界面处划分O型网格将网格线、面投影到对应的几何线、面上，调整网格分布，生成计算网格2.3蜗壳的计算网格沿主流方向蜗壳计算网格截面图垂直主流方向蜗壳计算网格截面图蜗壳计算网格整体效果图3固定导叶3.1固定导叶的基本几何形状叶型1（21个）蜗舌叶型2（2个）固定导叶的基本几何形状3.2固定导叶结构化网格块的生成步骤一步骤二以顶盖为基础，生成二维基本块，初步调整。

进行分割，为叶型1的O网格提供基本块。

步骤三步骤四对蜗舌处及叶型2生成O型块。

针对叶型1生成O型块，并调整其网格分布，指定其周期性；将网格线进行投影。

步骤五将叶型1的网格块进行旋转复制；合并重合的点；拉伸生成三维块，投影并生成网格。

3.3固定导叶的计算网格蜗壳蜗舌处固定导叶网格分布图固定导叶叶片表面网格分布图固定导叶区域整体效果图4活动导叶4.1活动导叶的基本几何形状4.2活动导叶结构化网格块的生成方案一步骤一步骤二以顶盖为基础，生成二维基本块，初步调整。

进行分割，为叶片表面的O网格提供基本块。

步骤三步骤四将二维块拉伸生成三维块；进一步拉伸生成流道出口处的基本块。

将三维块转变为二维，删除除顶盖以外所有面；对二维的块节点进行合并，改变网格拓扑结构。

步骤五步骤六在叶片的压力面、吸力面生成O型网格删除多余的块，将网格线投影到叶片几何线上。

步骤七步骤八指定流道进口及出口处的周期性沿着叶展方向拉伸，生成三维块，并将网格线投影到叶片几何线上，生成单流道网格。

步骤九对单个流道的网格进行旋转复制，最终生成整个叶轮计算区域的网格。

方案一的计算网格顶盖处网格分布底环处网格分布叶片表面分布整体网格分布图方案二步骤一步骤二以底环为基础，生成二维基本块，初步调整。

进行分割，为叶片表面的O网格提供基本块。

步骤三步骤四生成O型网格。

删除中间多余块。

步骤五步骤六调整网格节点，将网格线投影到叶生成叶片尾缘的网格块片几何线上步骤七步骤八为便于调整网格分布，进一步划分指定计算区域的周期性网格块。

步骤九拉伸成为三维块，投影，并生成单流道网格。

步骤十对单个流道的网格进行旋转复制，最终生成整个叶轮计算区域的网格方案二的计算网格顶盖处网格分布底环处网格分布叶片表面分布整体网格分布图两种计算网格拓扑结构的特点：1.方案一以两个相邻叶片之间的内部流动为出发点；方案二以绕流单个叶片的流动区域为出发点。

2.方案一较二的块结构的生成上相对复杂，但便于网格分布的调整；方案二的块结构相对简单。

3.对于沿叶展方向扭曲不大的几何形状，如此处的二维导叶，推荐采用方案二；对于沿叶展方向扭曲严重的几何形状，如：混流式转轮，推荐采用方案一。

5混流式转轮5.1混流式转轮的基本几何形状混流式转轮的几何形状5.2混流式转轮结构化网格块的生成说明：此处的网格块结构类似于活动导叶网格块结构的方案一，其优点是便于网格的调整。

步骤一步骤二以下环面为基础，生成二维基本块，初步调整。

进行分割，为叶片表面的O网格提供基本块。

步骤三步骤四拉伸生成三维块；拉伸生成流道出口处的基本块。

将三维块转换为二维，删除其余所有面；对流道出口的二维块进行分割。

步骤五步骤六对二维块的节点进行合并，改变网格拓扑结构在叶片的压力面、吸力面附近生成O网格。

步骤七删除多余的块，并拉伸生成三维块步骤八步骤九对上冠和下环处的网格线块投影至叶片边线。

并指定叶轮进口与出口区域的周期性将叶展方向的网格线投影至叶片表面，调整网格分布，最终生成单个流道的网格。

步骤十对单个流道的网格进行旋转复制，最终生成整个叶轮计算区域的网格5.3混流式转轮的计算网格上冠与下环处的计算网格叶片表面的计算网格转轮的计算网格6混流式水轮机尾水管6.1尾水管基本几何形状混流式尾水管基本几何形状6.2混流式尾水管结构化网格块的生成步骤一:以尾水管圆锥部分开始，生成三维基本快，初步调整步骤二:将基本快分段延伸，直至尾水管尾部。

也可延伸以此，然后进行分割。

同时在有墩子的部分横向和纵向分别切割两次，一边切出墩子的形状。

步骤三在墩子对应的块上做O 网格，并删除O 网格里面的部分步骤四在尾水管头部做O 网格(有圆形的地方必有O 网格)步骤五步骤六分割尾水管头部的O 网格调整O网格的节点分布，取消泄水锥上表面的投影步骤七调整整体网格分布6.3尾水管的计算网格7轴流式活动导叶7.1轴流式水轮机的基本几何形状（不考虑间隙）轴流式活动导叶基本几何形状7.2轴流式水轮机活动导叶结构化网格块的生成步骤1 步骤2以顶盖为基础生成二维基本快，初步调整横向和纵向分别分割两次步骤3 步骤4做O网格，并删除中心部分(对应叶片内部) 将网格线投影到几何边，并初步调整节点位置步骤5 步骤6局部分割头部在叶片中间分割一次，便于控制节点，同时调整节点位置步骤7 步骤8设置对应点的周期性，在此之前，几何形状的周期性必须先定义将二维的块结构转换成三维的(用translate 方法)步骤9 步骤10调整节点位置延伸右边的面，得到三角部分的块。

有时候只能一个一个面进行延伸，然后在把公共点捏在一起。

注意延伸是有距离前面的符号。

如果延伸的方向不对，只要把符号改变就行。

步骤11 步骤12在把公共点捏在一起。

注意不要选择propagate merge 然后在把公共点捏在一起，以便和轴线关联步骤13 步骤14把最右边的边投影至轴向做Y型网格，注意这里采用Editblock菜单下的settype 功能键。

步骤15 步骤十六设置新生成块上节点的周期性关联边到弧线，并调整节点位置，设置各边上的节点和起始间距。

注意周期边上的点的分布规律必须相同。

可以用link 功能，也可以用copy 功能7.3轴流式水轮机活动导叶的计算网格单流道顶盖处网格单流道底环处网格单流道叶片网格单流道整体网格顶盖处网格图底环处网格图网格整体效果图8轴流式水轮机活动导叶基本形状（考虑间隙）8.1活动导叶的基本几何形状轴流式活动导叶基本几何形状 (带间隙) 8.2活动导叶结构化网格块的生成步骤一步骤二上接无间隙块结构的步骤十六延展Y 网格的切面，以便便于在有小叶端间隙调整网格分布步骤三步骤四在导叶靠近底部和端部各分割一次，以便模拟叶片的上表面和下表面在导叶叶片顶部间隙处分别利用8个节点作出也便内部的两个块(因为在间隙处没有叶片)。

之后用同样的方法作出叶片底部间隙处的两个块。

同时适当调整节点位置步骤五步骤六设置对应节点的周期性调整节点位置，设置各边上的节点和起始间距，检查网格质量8.3活动导叶的计算网格单流道顶盖处网格单流道底环处网格单流道整体网格单流道靠近底环处叶片网格顶盖处网格图底环处网格图整体网格局部显示9轴流式水轮机转轮计算网格的生成9.1轴流式水轮机转轮的基本几何形状图形一：轮毂与叶片图形二：叶片9.2轴流式水轮机转轮结构化网格块的生成步骤一：图中曲线是转轮室与叶片的截面线，以转轮室表面为基础创建二维块；步骤二：对基本块进行H型划分；步骤三将面投影到转轮室面；并移动点到适当位置；步骤四将右上角三个点和左下角的三个点合并；步骤五对张驰度大的边所在块进行切割；步骤六对中间的块做O型网格，删除该块；创建周期性点；转轮室面轮毂面步骤七将二维块拉伸到三维，并关联相应的线步骤九：对块在径向切割，生成叶顶间隙内的网格步骤十：在叶顶间隙内，通过拉伸创建叶片对应的块。

叶片头部叶片尾缘步骤十一将相邻的拉伸块端面上的节点捏合，将正端面投影到叶片外缘端面与转轮室面中间创建的面上，在CFX求解时，设置为interface；。