Ana içeriğe geç
tr

Ağ tipi: hexa, tetra, poligon — hangisi?

Eleman sayısı tek başına bir kalite ölçüsü değildir. Hücre tipi, akışa hizalanma ve sınır tabaka katmanları sonucu daha çok belirler.

"Kaç milyon eleman?" sorusu ağ kalitesi hakkında neredeyse hiçbir şey söylemez. Aynı problemde doğru tipte üç milyon hücre, yanlış tipte on beş milyondan daha doğru sonuç verebilir [1] [2].

Hücre tipleri

Altı yüzlü (hexa). Akışa hizalanabildiğinde en doğru ve en ucuz seçenektir: sayısal yayılma en düşük, hücre başına doğruluk en yüksek. Bedeli hazırlık süresidir; karmaşık geometride bloklama işçilik ister. Boru, kanal, kanat kanalı gibi düzenli geometrilerde tercih sebebidir.

Dört yüzlü (tetra). Karmaşık geometriyi hızla doldurur. Akışa hizalanamadığı için kesme akışının baskın olduğu bölgelerde sayısal yayılma üretir. Hızlı ilk sonuç için iyi, üretim koşusu için çoğu zaman yetersiz.

Poligonal / çok yüzlü. Her hücrenin komşu sayısı fazladır, gradyan hesabı daha dayanıklı olur. Tetra ağa göre tipik olarak üçte bir hücreyle benzer doğruluk verir ve daha çabuk yakınsar. Karmaşık geometride pratik denge budur.

Kesilmiş kartezyen. Çok hızlı üretilir, dış akış ve büyük hacimli problemlere uygundur; eğri yüzeylerde merdivenlenme riski vardır.

Asıl belirleyici: sınır tabaka katmanları

Duvar yakınındaki çözümün doğruluğu hücre tipinden çok prizmatik katman yapısına bağlıdır. Sürükleme, ısı transfer katsayısı ve ayrılma noktası buradan çıkar.

  • İlk hücre yüksekliği hedeflenen y+ değerine göre seçilmeli
  • Katman sayısı sınır tabakayı kapsamalı; tipik olarak 10–20
  • Büyüme oranı 1,2'yi aşmamalı
  • Katmandan hacim ağına geçişte hücre hacmi sıçramamalı

Sınır tabaka katmanı olmayan bir ağda eleman sayısını artırmak, duvar yakınındaki hatayı düzeltmez.

Bakılması gereken kalite ölçüleri

Ölçü Hedef Neyi bozar
Çarpıklık < 0,85 Yakınsama, yerel doğruluk
Diklik > 0,15 Gradyan hesabı
En-boy oranı Duvarda yüksek olabilir Hacimde yakınsama
Hacim değişim oranı < 1,3 Yayılma, kararlılık

Tek bir kötü hücre çözümü durdurmaz ama yerel olarak bozar. Ortalama değil, en kötü değerlere bakılır.

Pratik yaklaşım

Geometri düzenliyse hexa; karmaşıksa poligonal gövde artı prizmatik katman. Ağdan bağımsızlık çalışmasında sıklaştırırken hücre tipini değiştirmeyin — değiştirirseniz ölçtüğünüz şey ağ çözünürlüğü değil, ağ tipi olur.

Kaynaklar

  1. Ferziger, J. H., Perić, M. & Street, R. L. (2020). Computational Methods for Fluid Dynamics, 4th ed. Springer. DOI: 10.1007/978-3-319-99693-6
  2. Celik, I. B., Ghia, U., Roache, P. J., Freitas, C. J., Coleman, H. & Raad, P. E. (2008). Procedure for estimation and reporting of uncertainty due to discretization in CFD applications. Journal of Fluids Engineering, 130(7), 078001. DOI: 10.1115/1.2960953

Projenizi konuşalım

Analiz edilecek sistemi ve cevaplanması gereken soruyu birlikte netleştirelim.

Projenizi konuşalım