A primeira etapa na obtenção da solução de um problema de CFD é a geração

de uma malha que defina todo o domínio computacional as células ou volumes

nas quais as variáveis do escoamento serão calculadas.

Existem basicamente três tipos de malha:

1) Malha Estruturada.

Consiste em células planares com quatro arestas (2-D) ou células

volumétricas de seis faces (3-D) . Nas malhas estruturadas cada célula

ou nó é numerado de acordo com os índices (i,j,k) que correspondem ao

respectivo sistema de coordenadas adotado. Nas figuras__ e __ podem-

se ver exemplos de malha estruturada

Figura__: Malha estruturada bidimensional

Figura__: Malha estruturada tridimensional.

2) Malha não estruturada

Consiste de células de diversas formas, mas em geral são usados

triângulos ou quadriláteros (2-D) e tetraedros ou hexaedros (3-D). Ao

contrário de uma malha estruturada, não é possível identificar de forma

única as células da malha não estruturada pelos índices (i, j, k), em vez

disso cada programa de CFD usa algum algoritmo interno de

mapeamento próprio.

Para geometria complexas, uma malha não estruturada é, em geral,

muito melhor de ser implementada que uma malha estruturada,

entretanto a malha não estruturada apresenta a desvantagem de ser

gerada com muito mais células do que a malha estruturada.

Figura__: Malha não-estruturada usada para discretizar uma tubulação

com geometria complexa.

Há situações onde uma malha estruturada é preferida a uma malha não

estruturada como, por exemplo, zonas de camadas de limite que

precisam de alta resolução. Por esse motivo que foram desenvolvidas as

malhas do tipo 3, descritas a seguir.

3) Malha Hibrida

É aquela que combina regiões ou blocos de malhas estruturadas e não

estruturadas. As malhas híbridas são muito usadas para permitir alta

resolução perto de uma parede sem exigir alta resolução longe dela,

isso é bastante vantajoso para as análises CFD de escoamentos

externos pois economiza memória computacional, já que os fenômenos

de maior interesse ocorrem na região mais próxima ao corpo.

A geração de uma malha de boa qualidade é um processo demorado e

meticuloso, a geração de algumas malhas pode levar mais tempo do

que até mesmo algumas soluções de CFD propriamente ditas.

Entretanto quanto melhor a qualidade da malha, melhor e mais

confiáveis serão os resultados da análise. Por isso é importante garantir

a independência dos resultados para com a malha. O método padrão

para se garantir isso através do teste de convergência de malha que

consiste em elevar a ordem de grandeza da malha, em todas as

direções de interesse, e repetir a simulação até que não haja diferença

significativa entre os resultados. Esse tipo de teste é o mais ideal, mas

nem sempre é possível, particularmente para grandes problemas de

engenharia, como por exemplo, a engenharia de reservatórios que conta

com modelos que chegam a atingir milhões de elementos em suas

malhas para simulação, sendo fortemente dependente da capacidade do

hardware disponível.

Independente do tipo de malha utilizado o fator mais crítico para produzir

soluções de CFD confiáveis é a qualidade da malha. É preciso ter

cuidado para que as células não sejam extremamente inclinadas, uma

vez que isso pode levar a problemas de convergência e imprecisão na

solução numérica.