在煙氣流動(dòng)模擬分析軟件中創(chuàng)建多個(gè)網(wǎng)格

在煙氣流動(dòng)模擬分析軟件中創(chuàng)建多個(gè)網(wǎng)格

創(chuàng)建多個(gè)網(wǎng)格
術(shù)語(yǔ)“多個(gè)網(wǎng)格”是指計(jì)算域由通常連接的多個(gè)矩形網(wǎng)格組成，盡管這不是必需的。在每個(gè)網(wǎng)格中，控制方程可以根據(jù)特定網(wǎng)格內(nèi)的流速以時(shí)間步長(zhǎng)求解。使用多個(gè)網(wǎng)格的一些原因包括：
 

可以通過(guò)MPI在多個(gè)FDS流程中模擬多個(gè)網(wǎng)格，與在單個(gè)網(wǎng)格模擬中使用多個(gè)OpenMP線程相比，可以縮短模擬運(yùn)行時(shí)間。

如果問(wèn)題的幾何圖形具有（圖4.）所示的走廊，則使用多個(gè)網(wǎng)格可以顯著減少像元數(shù)量和求解時(shí)間。

由于每個(gè)網(wǎng)格可以具有不同的時(shí)間步長(zhǎng)，因此該技術(shù)可以通過(guò)要求僅在必要時(shí)才更新相對(duì)較粗的網(wǎng)格來(lái)節(jié)省CPU時(shí)間。粗網(wǎng)格適合關(guān)鍵量的時(shí)間和空間梯度較小或不重要的區(qū)域。

網(wǎng)格可以重疊，鄰接或完全不接觸。在一種情況下，基本上執(zhí)行兩個(gè)單獨(dú)的計(jì)算，而它們之間完全沒(méi)有通信。障礙物和通風(fēng)口是根據(jù)整體坐標(biāo)系輸入的，不需要應(yīng)用于任何一個(gè)特定的網(wǎng)格。每個(gè)網(wǎng)格檢查全部幾何實(shí)體的坐標(biāo)，并確定是否要包含它們。
如《 FDS用戶指南》（McGrattan et al.2019）所述，設(shè)置多重網(wǎng)格計(jì)算時(shí)還應(yīng)遵循以下經(jīng)驗(yàn)法則：

網(wǎng)格對(duì)齊

網(wǎng)格對(duì)齊的重要規(guī)則是，鄰接的單元格應(yīng)具有相同的橫截面積或整體比率，如“正確的網(wǎng)格對(duì)齊示例”中所示。
網(wǎng)格優(yōu)先通常，應(yīng)從細(xì)到粗輸入網(wǎng)格。FDS假定，如果兩個(gè)網(wǎng)格鄰接或重疊，則優(yōu)先級(jí)較高的網(wǎng)格優(yōu)先于優(yōu)先級(jí)較低的網(wǎng)格。

網(wǎng)格邊界

避免將網(wǎng)格邊界放在預(yù)期會(huì)采取關(guān)鍵措施的地方，尤其是火災(zāi)。有時(shí)無(wú)法避免從網(wǎng)格到網(wǎng)格的火勢(shì)蔓延，但是如果可能的話，請(qǐng)盡量保持網(wǎng)格接口相對(duì)沒(méi)有復(fù)雜現(xiàn)象，因?yàn)榭缇W(wǎng)格邊界的信息交換不如一個(gè)網(wǎng)格內(nèi)的單元到單元交換那樣準(zhǔn)確。

數(shù)據(jù)交換

來(lái)自其他網(wǎng)格的信息僅在給定網(wǎng)格的外部邊界處接收。這意味著完全嵌入另一個(gè)網(wǎng)格中的網(wǎng)格將在其外部邊界接收信息，但是較大的網(wǎng)格不會(huì)從嵌入其中的網(wǎng)格接收任何信息。本質(zhì)上，較大的（通常是較粗的）網(wǎng)格正在對(duì)場(chǎng)景進(jìn)行自己的模擬，并且不受嵌入其中的較小的（通常較細(xì)的）網(wǎng)格的影響。細(xì)網(wǎng)格中的細(xì)節(jié)，尤其是與火勢(shì)的增長(zhǎng)和蔓延有關(guān)的細(xì)節(jié)，可能不會(huì)被粗網(wǎng)格吸收。在這種情況下，將詳細(xì)的射擊行為隔離在一個(gè)網(wǎng)格內(nèi)，并將較粗的網(wǎng)格放置在細(xì)網(wǎng)格的外部邊界。然后，細(xì)網(wǎng)格和粗網(wǎng)格相互交換信息。

邊界障礙物

如果平面障礙物靠近兩個(gè)網(wǎng)格相鄰的位置，請(qǐng)確保每個(gè)網(wǎng)格都“看到”障礙物。如果障礙物甚至在其中一個(gè)網(wǎng)格之外一毫米處，則該網(wǎng)格可能無(wú)法解決該問(wèn)題，在這種情況下，信息無(wú)法在網(wǎng)格之間正確傳輸。

并行計(jì)算

在并行計(jì)算中，建議全部網(wǎng)格中的時(shí)間步長(zhǎng)相同。這是PyroSim和FDS 6中的默認(rèn)設(shè)置，并提供了網(wǎng)格之間更緊密的連接。在“編輯網(wǎng)格”對(duì)話框上，“同步時(shí)間”步驟選擇了此選項(xiàng)，以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)格之間的緊密連接復(fù)選框。

試錯(cuò)
使用相對(duì)粗糙的網(wǎng)格單元嘗試不同的網(wǎng)格配置，以確保信息在網(wǎng)格之間正確傳輸。
有兩個(gè)值得關(guān)注的問(wèn)題。
流動(dòng)是否受到網(wǎng)格邊界的嚴(yán)重影響？如果是這樣，請(qǐng)嘗試將網(wǎng)格邊界移離活動(dòng)區(qū)域。
從一個(gè)網(wǎng)格到另一個(gè)網(wǎng)格的網(wǎng)格大小跳躍太多了嗎？如果是這樣，請(qǐng)考慮是否可以忍受從細(xì)網(wǎng)格移動(dòng)到粗網(wǎng)格的信息丟失。
 

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