随着技术的不断进步，电机的功率密度也越来越高，从而不可避免的会带来散热问题。同时随着现代工艺越来越成熟，电机定转子之间的气隙也越来越小，在使用CFD计算电机散热问题时，如何处理间隙的网格就成为困扰很多工程师的问题。

常见处理间隙有以下几种方法：

1） 直接对间隙进行网格划分

2） 简化间隙网格，不处理该部分网格

3） 切分间隙几何，独立划分，间隙部分会扫略来处理

若采用1方式，则网格数量较多，影响计算效率，若采用2方式，则会造成一定程度的失真。方式3可以较好的划分流体域网格，但是只能在ANSYS Meshing中进行，无法划分多面体网格，只能采用6面体或者4面体网格，无法采用网格数量更少，网格质量更好的多面体网格。

为了更好的解决多面体网格小间隙处理的问题，Ansys 2023版本中，Fluent meshing更新了 Thin volume mesh的功能，在2024版本中，更是将该功能加入至watertight的workflow中，使得该功能使用更加便捷。

 Thin volume mesh从本质上说，就是在Fluent meshing中增加了扫略的功能，功能扫略来生成薄壁的网格。

一、操作过程

接下来，小编以一个典型的感应电机为例，为大家演示如何利用该功能来完成一个感应电机的网格，来供大家参考。

本案例减去流体域抽取的部分，电机的模型见下图1所示简化电机定子通孔，转子两端采用铸铝直风叶进行计算。

图1 电机流体域示意图

• 几何处理

在进行网格划分之前，需要先对模型进行一定的处理和切分。切分后的几何见下图2所示。

图2 电机流体域切分示意图

总体的切分原则为：将旋转域独立切出，同时为了保证气隙网格，在径向对墙体内空气进行了切分，保证气隙网格可以纵向拉伸。最终定子内部+气隙处几何见图3所示。

图3 气隙+定子内部空气域示意图

完成几何切分后，在spaceclaim中对几何体各部分进行命名操作。需要注意的是，这一步必须在几何前处理中完成，若将几何导入Fluentmeshing后再将面分离后操作，可能会导致拉伸的两端不垂直，从而导致错误。

对于上述案例，分别对各面进行命名。重点是对扫略需要的起始面和目标面进行命名，方便在后续的网格操作中，选择两个面以进行网格操作。

• 网格处理

在workbench中，打开Fluent meshing，并选择workflow中的Watertight Geometry的工作流。

在默认的Watertight Geometry 的workflow中，是不存在扫略的工作流的，因此需要在边界层生成之前，右击选择Add Thin Volume Meshing Controls。

对于Add Thin Volume Meshing Controls参数设置：

需要注意的是，若采用薄壁网格的方式，则不能在该域中使用边界层。若在实际生成网格时需要对某一区域生成边界层网格，需要将该部分切分出来，通过交界面的方式连接。

• 最终网格

生成的最终网格，见下图4所示。在间隙处，为扫略网格，气隙内网格与定子内部网格共节点。

图4 最终网格情况

总结

利用Fluent meshing的Add Thin Volume Meshing 的功能，可以有效帮助工程师在采用多面体网格的基础上，对间隙网格进行扫略处理。有效的减少了处理气隙而带来的网格过密/过多的问题。同时，由于该功能已经简化至workflow中，进一步增加了操作的便利性。

对于使用该操作需要注意的几点：

1. 最好在几何前处理时就做好网格命名，避免在网格工具中对体进行切分；
2. 增加扫略功能需要在生成边界层之前完成；
3. 若采用扫略功能，则无法在该壁面上增加边界层。