《网格划分》PPT课件.ppt

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1、ANSYS网格划分网格划分网格划分主要包括以下四个步骤网格划分主要包括以下四个步骤:1、定定义义单单元元属属性性(单单元元类类型型、实实常常数数、材材料料属属性性).2、设定网格尺寸控制、设定网格尺寸控制(控制网格密度控制网格密度).3、执行网格划分（自由网格还是映射网格）、执行网格划分（自由网格还是映射网格）.10/27/20221网格尺寸控制网格尺寸控制如果没有对网格进行任何控制，如果没有对网格进行任何控制，ANSYS将使用缺省设置将使用缺省设置:自由网格划分，即四边形网格划分自由网格划分，即四边形网格划分(2-D 模型模型)，其中其中可能包含少量三角形可能包含少量三角形.单元尺寸由单元尺

2、寸由ANSYS确定确定(通常是比较合理的通常是比较合理的).单元属性为：类型为单元属性为：类型为1,材料为材料为1,实常数为实常数为1.10/27/20222网格尺寸控制网格尺寸控制网格尺寸控制工具网格尺寸控制工具MESH TOOL:网格划分工具的集成器，几乎所有的网格划分功网格划分工具的集成器，几乎所有的网格划分功能都能在此工具界面中实现。能都能在此工具界面中实现。Main Menu:Preprocessor MeshTool1.给图元定义单元属性给图元定义单元属性(体、面等体、面等).2.设定网格密度控制设定网格密度控制.3.保存保存 DB,然后执行网然后执行网格划分格划分.4.将出现拾取

3、对话框，将出现拾取对话框，提示拾取要划分网格提示拾取要划分网格的图元的图元.拾取后选择拾取后选择OK或或 Apply.10/27/20223网格尺寸控制网格尺寸控制选择选择 Smart Size 然后移然后移动滚动条设置所需的数值动滚动条设置所需的数值.Smart Sizing最高效的网格划分控制方法。最高效的网格划分控制方法。它考虑几何图形的曲率以及线与线的接近程度它考虑几何图形的曲率以及线与线的接近程度.可将滚动条设置在可将滚动条设置在1（最密的网格）到（最密的网格）到10（最粗（最粗的网格）之间，一般建议设定在的网格）之间，一般建议设定在48之间之间.10/27/20224网格划分方法网

4、格划分方法o有两种主要的网格划分方法有两种主要的网格划分方法:o自由划分和映射划分自由划分和映射划分.o自由划分自由划分o 无单元形状限制无单元形状限制.o 网格无固定的模式网格无固定的模式.o 适用于复杂形状的面和体适用于复杂形状的面和体.o映射划分映射划分o 面的单元形状限制为四边形面的单元形状限制为四边形,体的单元限制为六面体体的单元限制为六面体(方块方块).o 通常有规则的形式通常有规则的形式,单元明显单元明显成行成行.o 仅适用于仅适用于“规则的规则的”面和体面和体,如如 矩形和方块矩形和方块.10/27/20225网格划分方法网格划分方法自由网格自由网格易于生成易于生成;不须将复杂

5、形状的体不须将复杂形状的体分解为规则形状的体分解为规则形状的体.体单元仅包含四面体网格体单元仅包含四面体网格,致使致使单元数量较多单元数量较多.仅高阶仅高阶(10-节点节点)四面体单元较四面体单元较满意满意,因此因此DOF(自由度自由度)数目数目可能很多可能很多.映射网格映射网格通常包含较少的单元数量通常包含较少的单元数量.低阶单元也可能得到满意的结果低阶单元也可能得到满意的结果,因此因此DOF(自由度自由度)数目较少数目较少.面和体必须形状面和体必须形状“规则规则”,划分划分的网格必须满足一定的准则的网格必须满足一定的准则.难于实现难于实现,尤其是对形状复杂的尤其是对形状复杂的体体.10/2

6、7/20226网格划分方法网格划分方法-自由网格自由网格o自由网格o自由网格是面和体网格划分时的自由网格是面和体网格划分时的缺省设置缺省设置.o生成自由网格比较容易生成自由网格比较容易:n导出导出 MeshTool 工具工具,划分划分方式设为自由划分方式设为自由划分.n推荐使用智能网格划分推荐使用智能网格划分 进行进行自由网格划分自由网格划分,激活它并指激活它并指定一个尺寸级别定一个尺寸级别.存储数据存储数据库库.n按按 Mesh 按钮开始划分网格按钮开始划分网格.按拾取器中按拾取器中 Pick All 选择选择所有实体所有实体(推荐推荐).n或使用命令或使用命令 VMESH,ALL 或或 A

7、MESH,ALL.10/27/20227网格划分方法网格划分方法-映射网格映射网格映射网格划分o由于面和体必须满足一定的要求由于面和体必须满足一定的要求,生成映射网格不如生成自由网格生成映射网格不如生成自由网格容易容易:n面必须包含面必须包含 3 或或 4 条线条线(三三角形或四边形角形或四边形).n体必须包含体必须包含4,5,或或 6 个面个面(四面体四面体,三棱柱三棱柱,或六面体或六面体).n对边的单元分割必须匹配对边的单元分割必须匹配.o对三角形面或四面体对三角形面或四面体,单元分割数必须为偶数单元分割数必须为偶数.10/27/20228网格划分方法网格划分方法-映射网格映射网格o因此因

8、此,映射网格划分包含以下三个步骤映射网格划分包含以下三个步骤:n1、保证、保证“规则的规则的”形状形状,即即,面有面有 3 或或4 条边条边,或或 体有体有 4,5,或或 6 个面。个面。n2、指定尺寸和形状控制。、指定尺寸和形状控制。n3、生成网格。、生成网格。10/27/20229网格划分方法网格划分方法-映射网格映射网格1.保证规则的形状o在许多情况下在许多情况下,模型的几何形状上有多于模型的几何形状上有多于4条边的面条边的面,有有多于多于6个面的体个面的体.为了将它们转换成规则的形状为了将它们转换成规则的形状,您可您可能进行如下的一项或两项操作能进行如下的一项或两项操作:n把面把面(或

9、体或体)切割成小的切割成小的,简单的形状简单的形状.n连接两条或多条线连接两条或多条线(或面或面)以减少总的边以减少总的边数数.10/27/202210网格划分方法网格划分方法-映射网格映射网格o切割切割（divide）可以通过布尔）可以通过布尔减运算实现减运算实现.n您可以使用工作平面您可以使用工作平面,一个面一个面,或一条线或一条线 作为作为切割工具切割工具.n有时有时,生成一条新的线生成一条新的线或面会比移动或定向工或面会比移动或定向工作平面到正确的方向容作平面到正确的方向容易得多易得多.10/27/202211网格划分方法网格划分方法-映射网格映射网格o连接连接 操作操作是生成一条新线

10、是生成一条新线(为网格划分为网格划分),它通过连接两条或多条线以减少构成面它通过连接两条或多条线以减少构成面的线数的线数.n使用使用 LCCAT 命令或命令或 Preprocessor -Meshing-Concatenate Lines,然后拾取须连接的线然后拾取须连接的线.n对面进行连接对面进行连接,使用使用 ACCAT 命令或命令或Preprocessor -Meshing-Concatenate Areasn若两条线或两个面若两条线或两个面 相切交汇可考虑用相切交汇可考虑用加加(布尔布尔)运算运算连接这两条线使其成为一个连接这两条线使其成为一个由由4 4条边构成的面条边构成的面Conc

11、atenateConcatenate 10/27/202212网格划分方法网格划分方法-一个由六条线围成的面（例）一个由六条线围成的面（例）L1 and L2 are added.New Line L#L4 and L5 are concatenated.产生四条线围成的面，适于网格划分产生四条线围成的面，适于网格划分New concatenated line.原始边的单元数为原始边的单元数为4条条连接边的单元数为连接边的单元数为8条条10/27/202213网格划分方法网格划分方法-一个由六条线围成的面（例）一个由六条线围成的面（例）也可以简单地通过一个面上的3个或4个角点 暗示 一个连接.

12、此时,ANSYS 内在地 生成一个连接.在MeshTool中选择Quad shape 和 Map 网格.将 3/4 sided 变为 Pick corners.按 Mesh 键,拾取面,然后拾取 3 或 4 个角点形成一规则的形状.10/27/202214网格划分方法网格划分方法-映射网格映射网格o映射网格使用连接时注意映射网格使用连接时注意:n它仅仅是一个网格划分操作它仅仅是一个网格划分操作,因而应为网格划分前的最后一步因而应为网格划分前的最后一步,在所有的实体建模之后在所有的实体建模之后.这是因为，经连接操作得到的实体不这是因为，经连接操作得到的实体不能在后续的实体建模操作中使用能在后续的

13、实体建模操作中使用.n可以通过删除产生的线或面可以通过删除产生的线或面“undo(取消取消)”一个连接一个连接.n连接面连接面(为在体上映射网格为在体上映射网格)通常比较复杂通常比较复杂,因为您也应该连接因为您也应该连接一些线一些线.只有在对相邻的两个只有在对相邻的两个4边形面作连接时其中的线会自边形面作连接时其中的线会自动连接动连接.10/27/202215网格划分方法网格划分方法-映射网格映射网格2、指定尺寸和形状控制o这是映射网格划分这是映射网格划分3个步骤中的个步骤中的第第2步步.o选择单元形状非常简单选择单元形状非常简单.在在 MeshTool中中,对面的网格划分选对面的网格划分选择

14、择 Quad,对体的网格划分选择对体的网格划分选择 Hex,点击点击 Map.o其中通常采用的尺寸控制和级别如下其中通常采用的尺寸控制和级别如下:n线尺寸线尺寸 LESIZE 级别较高级别较高.n若指定了总体单元尺寸若指定了总体单元尺寸,它它将用于将用于“未给定尺寸的未给定尺寸的”线线.n缺省的单元尺寸缺省的单元尺寸 DESIZE仅在未指定仅在未指定ESIZE时用于时用于“未给定尺寸的未给定尺寸的”线上线上.n(智能网格划分智能网格划分 无效无效.)10/27/202216网格划分方法网格划分方法-映射网格映射网格o若指定线的分割数若指定线的分割数,切记切记:n对边的分割数必须匹配对边的分割数

15、必须匹配,但您只须指定一边的分割数但您只须指定一边的分割数.映射映射网格划分器网格划分器 将把分割数自动传送到它的对边将把分割数自动传送到它的对边.n如果模型中有连接如果模型中有连接(Concatenate)线线,只能在原始只能在原始(输入输入)线上线上指定分割数指定分割数,而不能在合成线上指定分割数而不能在合成线上指定分割数.每条初始线上指定每条初始线上指定6份分割份分割.此线上将自动使用此线上将自动使用12 份分份分割割(合成线的对边合成线的对边).其它两条线上会采用几其它两条线上会采用几 份分份分割割 呢呢?10/27/202217网格划分方法网格划分方法-映射网格映射网格3、生成映射网

16、格生成映射网格o只要保证了规则的形状只要保证了规则的形状 并指并指定了合适的份数定了合适的份数,生成网格将生成网格将非常简单非常简单.只须按只须按MeshTool中的中的 Mesh 键键,然后按拾取器然后按拾取器中的中的 Pick All 或选择需要的或选择需要的实体即可实体即可.10/27/202218网格划分方法网格划分方法-延伸网格延伸网格4、延伸网格划分延伸网格划分o将一个二维网格延伸生成一个三维网格；三维网格生成后去掉二将一个二维网格延伸生成一个三维网格；三维网格生成后去掉二维网格维网格o步骤：步骤：o1.先生成横截面先生成横截面o2.指定网格密度并对面进行网格划分指定网格密度并对面

17、进行网格划分o3.拖拉面网格生成体网格拖拉面网格生成体网格o 指定单元属性指定单元属性o 拖拉，完成体网格划分。拖拉，完成体网格划分。o4.释放已选的平面单元释放已选的平面单元10/27/202219网格划分方法网格划分方法-延伸网格（例）延伸网格（例）o举例：飞机模型机翼举例：飞机模型机翼o弹性模量：Ex=38E03 pao泊松比：o密度：D=1.033e-3 slugs/in3o机翼沿着长度方向轮廓一致，且它的横截面由直线和样条曲线定义。机翼的一端固定在机体上，另一端为悬空的自由端。采样点:A(0,0,0)B(2,0,0)C(2.3,0.2,0)D(1.9,0.45,0)E(1,0.25,

18、0)斜度=0.2510/27/202220网格划分方法网格划分方法-层状网格层状网格o层状网格划分层状网格划分oGUI：Main Menu:Preprocessor MeshTool Layer Set buttono指定：线上的单元尺寸，线上两端单元的比率和内部网格层的厚度。o线间距比率（space）,对层状划分一般取o内部网格层厚度（layer1）线上单元尺寸系数：o size factor=2 沿线生成两行尺寸均匀的单元o外部网格层厚度（layer2）这层的单元尺寸会从layer1缓慢增加到总体单元尺寸，layer2的厚度可以用一个网格过渡系数o 如：Transition factor=

19、2 生成大约等于前面垂直于线网格2倍尺寸的单元10/27/202221网格划分方法网格划分方法-模型修改模型修改如果生成的网格不理想，可以通过下面的方法改变网格如果生成的网格不理想，可以通过下面的方法改变网格:1 1、采用新的指定重新划分网格、采用新的指定重新划分网格(全局修改全局修改)。2 2、直接重划分、直接重划分 3 3、使用、使用Accept/rejectAccept/reject提示放弃网格，然后重新划分网格。提示放弃网格，然后重新划分网格。4 4、清除网格，重新定义网格控制并重新划分网格。、清除网格，重新定义网格控制并重新划分网格。5 5、细化局部网格、细化局部网格 6 6、改进网格（只适于四面体单元网格）。、改进网格（只适于四面体单元网格）。7 7、指定区域细划、指定区域细划 (局部修改局部修改)。具体内容请参考教材修改网格具体内容请参考教材修改网格10/27/202222oend10/27/202223