メッシュのチェック

2014年2月23日

はじめに

メッシュのチェックについて。

使用バージョン

OpenFOAM 2.2.2

メッシュのチェック

checkMesh を実行すると、セル数やメッシュの範囲などのメッシュの情報を得ることができる。

$ checkMesh

これにより、メッシュの品質に問題がないかどうかをチェックすることができる。セルの体積が 0 以下になっているなど、深刻な問題が存在する場合は、メッシュのチェックに失敗する。深刻な問題が存在しないとして、ソルバーの実行の際に大きな問題になりえるメッシュ品質のパラメタは non-orthogonality (非直交性) である。直方体が並んだきれいなメッシュの場合、non-orthogonality はつぎのように表示される。

    Mesh non-orthogonality Max: 0 average: 0

これは、面とセル中心間を結ぶ線の直交性の度合いを表している。この数値は、下図において、注目セルの中心 P と隣接セルの中心 N とを結んだベクトル d と、両セルが共有する面 f の法線ベクトル S が作る角度である。

ゆがんだメッシュの場合、つぎのように表示される。

    Mesh non-orthogonality Max: 71.8125 average: 16.714
   *Number of severely non-orthogonal faces: 2184.
    Non-orthogonality check OK.
  <<Writing 2184 non-orthogonal faces to set nonOrthoFaces

ここでは、いくつかの面において非直交性に深刻な問題がある (メッシュのゆがみが大きすぎる) と指摘されている。問題のある面は nonOrthoFaces という面のセット (フェイスセット) が作られるので、ParaView (paraFoam) で問題の面を確認することができる。

メッシュの非直交性は、面の法線方向の勾配を計算するときに問題になり、特にラプラシアンの計算に影響する。非直交性に応じてスキームを調整する必要があるため、ソルバー実行前にこの数値をチェックしておく必要がある。あまりに非直交性が大きい場合は、ソルバーの計算を継続できない可能性がある。目安としては、非直交性が 80 を超える場合は、その部分のメッシュを作り直したほうがよい。