"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
- 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
- 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