虚拟体

实现

与其他浸入边界法类似，虚拟体模型是一种模拟体的实用方法。在网格划分过程中不会创建虚拟体边界。相反，边界会在模拟过程中构建，并使用已存在的底层网格单元。

虚拟体模型主要用于移动体。在某些特殊应用中，也可以将虚拟体模型作为一种实用工具，来探索设计变化或快速设置不同的几何配置。

创建用于定义虚拟体的虚拟边界之前，需要使用兼容的网格生成器为背景域生成网格。请参见虚拟体参考。沿移动虚拟体的轨迹细化网格可以提高求解质量。可以手动细化相关区域，也可以使用自适应网格细化模型。使用自适应网格细化时，建议使用切割体网格单元生成器。有关更多信息，请参见设置虚拟体的自适应网格细化。

在背景网格中定义虚拟体边界后，虚拟体模型将开始切割（停用）位于虚拟体边界内的网格单元。虚拟体模型会按顺序将活动和不活动网格单元之间的节点投影到网格化的虚拟体部件表面。

在每个时间步，Simcenter STAR-CCM+ 都会标记活动/不活动网格单元，并根据虚拟体的当前位置投影节点。如果先前不活动网格单元在时间步中的标记网格单元之后处于活动状态，则需要特殊的初始化处理。可以使用完整网格视图表示中的活动网格单元场函数来可视化此网格单元标记：

如果不活动网格单元在一个时间步后处于活动状态，则需要外推方案。相邻活动网格单元的平均值定义新的初始值。由于未初始化的网格单元的正确排序，波前行进则可以对大区域进行初始化。

虚拟体部件表面的网格化会影响计算性能。建议使部件表面的面数保持适中。如有必要，可以重新网格化曲面。

精度

在流体物理方面，虚拟体边界的处理方式和标准的网格化边界一样。但是，由于缺少棱柱网格单元和边界处的节点投影，因此总体网格质量会受到负面影响。

守恒

虚拟体模型会在每个时间步对移动对象重新离散化，这会导致不同的离散化误差以及略有变化的总体表面积或体积。生成的移动网格由空间守恒 Eqn. (5010) 和网格通量计算 Eqn. (5011) 强制执行。在这种情况下，从活动状态到不活动状态的网格单元被视为合并到相邻网格单元，而从不活动状态到活动状态的网格单元被视为新创建的网格单元。

处理薄物体

在虚拟体模型中，如果对象的厚度与网格单元尺寸相近，则认为该对象为薄对象。基于质心标记网格单元可能会导致对象出现孔或完全忽略对象，请参见以下示例：

为避免这种情况，虚拟体模型使用扩展的检测和网格单元标记，从而可以在不进行大量网格细化的情况下处理薄结构。建议在这些位置保持相同的网格单元尺寸。

不兼容性