3.2 Fluent Meshing 工作流

3.2 Fluent Meshing 工作流

几何清理干净后，本节负责把体网格批量造出来。Fluent Meshing 提供两条旗帜鲜明的工作流——Watertight（水密几何）与 Fault-tolerant（容错几何），外加 Mosaic 拼接技术控制单元拓扑。本节的任务是讲清每条工作流替你做了什么决定、什么决定仍握在你手里，让"点按钮"变成"做配置"。

两条工作流的分水岭：几何的水密程度

Watertight 工作流假设几何已经（或接近）水密，它按"导入-面网格-描述几何-拓扑清理-体网格"的固定管线推进，自动完成泄漏检测、面特征提取与局部加密。它的气质是装配线：输入合格，产出稳定，绝大多数常规外流、内流任务的默认选择。

Fault-tolerant 工作流则面向"带病"几何：允许存在缝隙、重复面与干涉，先把所有面片收进来做全局修复与包面（wrap），硬造一个水密外壳再划体网格。它的气质是急救室：什么都能救，代价是几何保真度下降与网格量上升。选择判据一句话：能清理干净就 Watertight，救不回来再容错——容错不该成为偷懒的借口，因为包面会抹掉小特征，而小特征有时恰恰是研究对象。

图 3-2：两条工作流的路径对比

工作流里必须人来做的决定

自动化管线里有五处决定点直接决定网格成败，软件不会替你把关。其一是尺寸场：全局最小尺寸、最大尺寸与增长率，配合曲率与邻近度自适应，决定网格量的基本盘。其二是局部加密区：尾流、间隙、射流核心这类物理敏感区的加密盒（body of influence），需要按物理判断圈定，不是软件猜的。其三是边界层设置：层数、首层高度、增长率，直接对 3.3 节的 y+ 负责。其四是泄漏路径：Watertight 的泄漏检测要人指定进出口与自由边界来圈定流域，圈错就漏。其五是单元拓扑选择：纯四面体加边界层，还是 Mosaic 拼接的多面体-六面体混合。

Mosaic 拼接：让六面体与四面体握手

传统四面体网格生成快，但数值性能差：相同节点数下精度低于六面体，梯度计算在随机取向的单元上噪声大。六面体精度好但生成难。Mosaic 技术的思路是在区域内部生成高质量的poly-hexcore——核心区六面体、过渡区多面体、边界层棱柱，三种单元之间用多面体"搭桥"无缝拼接。工程收益可以量化为两条：同精度下网格量比纯四面体明显减少，同网格量下收敛更稳。对复杂几何的内流问题（阀体、歧管、电池包），Mosaic 已是默认值得优先尝试的选项。

下面的控制台会话给出一条典型的 Watertight 命令行轨迹（TUI 与图形界面等效，批处理场景下 TUI 更利于自动化复用）：

> /meshing wf                # 进入 Watertight 工作流
  import-cad                 # 导入几何，保留命名
  add-local-sizing           # 添加局部加密：间隙区 0.5 毫米
  generate-surface-mesh      # 面网格：最小 0.3 最大 6 毫米
  describe-geometry          # 流域类型：内流，参与流动的部分
  update-boundaries          # 确认进出口与壁面类型
  update-region-settings     # 流体区域确认
  add-boundary-layers        # 边界层：5 层，首层 0.05 毫米，增长率 1.2
  generate-volume-mesh       # 体网格：poly-hexcore
​

每一步都有可配置参数，把参数写成脚本即得到可复现的网格流程——同一模型下个版本只需替换几何重跑，网格口径天然一致，这是第十章自动化的伏笔。

案例跟踪：电池包冷板从失败到稳定的网格化

背景。某电池包液冷板内流道，几何带数十处安装卡扣与胶槽缝隙，第一版网格任务用 Watertight 反复在泄漏检测环节失败，项目组怀疑软件能力。

操作。复盘发现卡扣与胶槽把内流道切出大量无效碎面。调整分两步：与结构团队确认卡扣不参与流动后删除；对必须保留的胶槽做局部尺寸控制，最小尺寸定为胶槽圆角半径的一半。重跑 Watertight，泄漏检测通过，体网格选 poly-hexcore，边界层五层。

结果。网格量从最初尝试的两千四百万降到七百万，质量指标全部达标（最大偏斜度零点八九，低于红线），后续求解一次起算成功。

解读。这个案例的价值在于区分"软件问题"与"几何问题"：工作流报错时，第一反应应该是检查几何语义（哪些特征参与流动），而不是换工具。工作流只是装配线，物料判定权在人。

变式。若几何来源是无法清理的外部装配体，改走容错工作流加包面，同时在报告中声明包面带来的特征偏差；对旋转机械类周期对称几何，先切出一个周期扇区再划网格，网格量直接除以扇区数。

参数速查与高频疑问

尺寸场三个参数怎么起步。全局最小尺寸取最小流动特征的三分之一到二分之一，最大尺寸取几何尺度的五十分之一量级，增长率上限取一点二到一点三。起步后按面网格统计修正，而不是一步到位。

边界层首层算出来网格器达不到怎么办。先检查增长率与层数是否互相矛盾（增长率小、层数少、目标总厚够不着是常见配置病），再降低目标首层到可生成范围并复核 y+ 影响，最后才考虑换低雷诺数路线的网格代价论证。

包面把特征抹了能找回吗。包面分辨率的损失不可逆，只能重跑：把包面特征尺寸压到关键特征尺度以下，或对关键区改用 Watertight 局部处理。预防优于抢救——包面前先列"必须保真的特征清单"。

本节验收点

• 工作流选择有书面判据：水密程度决定 Watertight 或容错。
• 尺寸场、加密区、边界层三类关键参数已记录并可复现。
• 网格生成流程已脚本化或参数化，版本可追溯。
• 体网格拓扑（四面体或 Mosaic 混合）的选择理由写进了网格报告。