Способ 1
|
Грани расположены посередине между узловыми точками. Наиболее очевидным способом построения КО является расположение граней объема посередине между двумя соседними узловыми точками. Это видно из рисунка, где штриховыми линиями показаны грани КО. Сетка изображена существенно неравномерной; следствием этой неравномерности является то, что типичная узловая точка Р не лежит в геометрическом центре окружающего ее КО. |
Способ 2
|
Узловые точки расположены в центре контрольных объемов. Этот способ, показанный на рисунке, состоит в том, что вначале наносятся грани КО, а затем в центре каждого объема помещается узловая точка. В этой схеме для случая неодинаковых размеров контрольных объемов их грани лежат не посередине между узловыми точками. |
Сравнение двух способов
Для равномерных сеток (или одинаковых размеров КО) эти два способа становятся идентичными. Поэтому приводить их сравнение целесообразно для неравномерных сеток.
В способе 1 обеспечивают высокую точность расчета тепловых потоков через грани. Можно показать, что в этом случае тепловой поток, рассчитанный с помощью линейного профиля совпадает с тепловым потоком рассчитанным по квадратному (параболическому) профилю.
Тот факт, что узловая точка Р расположена не в центре КО является недостатком. В этом случае температуру Тр нельзя рассматривать как характерное для данного КО значение при расчете источникового члена, коэффициента теплопроводности и других подобных величин. Даже при расчете тепловых потоков на гранях КО способ 1 несвободен от недостатков. Точка е не является центром грани КО и, следовательно, при расчете теплового потока предположение о том, что тепловой поток рассчитанный для точки е преобладает по всей грани е является неточным.
Случай 2 не имеет этих недостатков, т.к. точка P лежит в центре КО и точки, такие как е, лежат в центре соответствующих граней. Однако сами грани лежат не посредине между узловыми точками.
Достоинством способа 2 является удобство представления. Более удобно вначале изобразить грани КО, а затем расположить узловые точки. Например, для составных твердых тел грани КО могут располагаться там, где имеется разрыв в распределении свойств материала. Аналогично преодолевают разрывы в Г.У.
Разные материалы Разные Г.У.
Расположение КО вблизи границ расчетной области требует дополнительного рассмотрения. Для способа 1 имеем вокруг граничной узловой точки половинный КО. В способе 2 удобно полностью заполнить расчетную область правильными КО и расположить граничные узловые точки на поверхностях, примыкающих к граням КО. При таком расположении нет необходимости в специальном уравнении дискретного аналога, записанном для КО, примыкающего к границе; имеющиеся граничные условия, такие, как заданная температура или тепловой поток, могут использоваться непосредственно на грани.
В STAR-CD применяют способ 2, так как силы определены в границах КО.
6-