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2024-10-31

D6.2. Malha

A qualidade da malha computacional desempenha um papel crucial na precisão dos resultados da simulação, especialmente com abordagens de discretização de ordem inferior. Mesmo um único elemento distorcido pode comprometer o cálculo completo. As grelhas estruturadas oferecem vantagens, mas são limitadas na representação de geometrias complexas. Opções mais flexíveis incluem malhas não estruturadas extrudidas de hexaedros ou malhas tetraédricas não estruturadas, apesar de estas últimas frequentemente colocarem problemas nos métodos de volume finito.

As abordagens de solução incluem malhas híbridas, onde os elementos estruturados são utilizados perto da superfície e combinados com malhas não estruturadas no interior, bem como malhas poliédricas e grelhas hierarquizadas baseadas em octrees. A estratégia de malha pode ser ajustada aos contornos ou incorporada, dependendo do método implementado.

Os critérios de qualidade variam de acordo com o método: para os métodos de volume finito, o ângulo entre a face da célula e a linha que liga o centro de gravidade da célula é crítico, enquanto que para os métodos de elementos finitos o determinante da matriz jacobiana é essencial. As simulações RANS permitem malhas mais grossas com fatores de progresso maiores (1,10–1,20), enquanto que as simulações LES requerem fatores abaixo de 1,05.

Para verificar a independência da malha, são necessários estudos de grelha com pelo menos uma malha refinada. Devem ser utilizadas configurações de modelo e condições de fronteira idênticas, e a qualidade da malha deve cumprir os padrões do software CFD, do solucionador e dos modelos de turbulência. A extrapolação de Richardson pode ajudar a avaliar a independência da grelha, mas requer pelo menos três grelhas diferentes e assume uma progresso monotónica das variáveis de destino.

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