ANSYSWorkbench网格划分.ppt

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1、目录认识网格划分平台典型网格划分法网格划分的工作流程网格划分实例认识网格划分平台网格文件具体地说主要有两类：有限元分析网格和计算流体力学的网格。对于三维几何体，ANSYS共有下面六种不同的划分网格法认识网格划分平台对于二维几何体ANSYS有以下几种不同的划分网格法。认识网格划分平台典型网格划分法主要内容主要内容四面体网格在三维网格中，相对而言四面体网格划分是最简单的。在workbench中，四面体网格的生成主要基于两种方法：RGRID算法和ICEM CFD tetra算法，具体如下：1.基于TGRID算法的四面体网格TGRID算法的四面体网格有以下特点：a.划分网格是一次从几何的边、面、体的顺

2、序划分网格b.划分网格时都考虑到了几何体上的面积边界，包括边界层上网格的设置等。c.主要适用于比较好即较“干净”的几何体d.同一几何体上可以有不同的网格类型，如扫掠法产生的网格四面体网格2.基于ICEM CFD Tetra法的四面体网格有以下特点：a.划分网格时依次从几何的体、面、边顺序划分网格b.主要适用于比较“烂”即比较“脏”的几何体c.几何体上的面积边界等的影响往往可能被忽略，即粗糙的网格可能忽略几何体表面细节扫掠型网格这种网格划分方法主要是产生六面体网格或者棱柱形网格。但要注意被划分体必须是可扫掠（规则几何体）的，且有单一的原面和单一的目标面。扫掠型自动划分法自动划分法（automat

3、ic method）自动划分实际就是在四面体与扫掠型划分之间自动切换，这取决于被划分的几何体能否被扫掠。具体的说当几何体不规则（即不能被扫掠）时，程序就自动产生四面体。反之，当几何体规则（即能被扫掠）时就产生六面体网格。四面体网格六面体网格此处切断Hex Dominant网格划分Hex-Dominant网格实际上是在模型的外面生成六面体单元，而里面是四面体单元。它的算法是先在外表面生成一个平面网格，然后经过向内拖拉形成块/锥，最后再在内部添加锥形四面体单元。这种方法适用于块状的几何体，而对于细长类的几何体适用性并不好。Hex-Dominant网格多域扫掠型多域扫掠型（Multizone Swe

4、ep Meshing）主要用来划分六面体网格。其特点就是具有几何体自动分解的功能，从而产生六面体网格。如下图所示左边的几何体，若以常规的方式想划分成全六面体网格，则需要先将几何体切分成四个规则体后，再扫掠成六面体网格。然而在workbench中，只要直接使用多域扫掠法，程序就能自动处理划分成六面体网格。直接划分网格在workbench14.0中可以直接划分网格（Direct Meshing）,操作时只要在树形窗口几何体（Geometry）项下用鼠标选中相应的几何体，再在右键弹出的快捷菜单中选中Genetate Mesh产生网格即可。直接划分网格的最大的优点之一就是能单独地划分几何体的网格，即以

5、前划分网格时只能整个模型一起同时划分。显然，对于我们而言，直接控制网格划分具有更大的柔性。12网格划分的工作流程调整网格设置网格划分流程图确定物理场和网格划分法划分网格之前必须首先确定物理场的类型，即究竟是结构场、流场、显式动力学还是电磁场。不同类型的物理场下的一些参数往往是不相同的。如下图所示的详细栏信息：确定全局网格的设置全局网格设置通常用于整体网格划分的部署，包括网格尺寸函数、inflation、平滑度、模型简化、参数输入、激活等。设置合适的全局网格参数可以减小后面具体网格参数的设置工作量，对于结构场，其详细栏见上个PPT的mechanical，下面以结构分析为例对其展开描述。Mecha

6、nical中的尺寸函数（sizing）下参数项是高级尺寸函数（advanced sizing function,简称ASF）,这主要是控制曲线、面在曲率较大的地方的网格。具体选项有：a)Off:在此项时先从边开始划分网格，再在曲率较大处细化边网格，接下来再产生面网格，最后才产生体网格。b)Curvature：是由曲率法确定、细化边和曲面处的网格大小c)Proximity：是控制模型邻近区网格生成，主适用于窄、薄处网格的生成。确定全局网格的设置d.Proximity and curvature：具有proximity和curvature二者的特点，但所消耗的时间也多。e.Fixed：以设定的大小

7、划分网格，当然也不会更具曲率大小自动细化网格ASF选项如下图所示:确定全局网格的设置对于Relevance和Relevance Center选项：a.Relevance：网格相关度，数值从-100至+100，代表网格的由疏到密。b.Relevance Center:代表网格Coarse(稀疏)、Medium(中等)、Fine(细化)c.Relevance和Rlevance Center详细栏确定局部网格的设置局部网格设置主要确定以下参数1.sizing：用来设置局部单元大小，如下图所示，常采用如下两类：a.element size：用来设置单元的平均边长b.sphere of influenc

8、e:用球体来设定单元平均大小的范围，球体的中心坐标采用的是局部坐标系，所有包含在球体内的实体，其单元网格大小均按设定的尺寸划分。2.contact sizing：用于接触区域的网格设置在接触面上产生大小一致的单元有利于分析，具体设置类型有：element size和relevance。如下图所示：3.refinement：用于网格局部单元细化，但要注意：a.refinement仅对边和面有效b.refinement标准值范围是13之间，其中为1时，单元边界划分为初始单元边界的一半，这通常是在生成粗网格后，再细化网格的简易方法。注：注：refinement和尺寸控制是有区别的。尺寸控制在划分前就

9、设定的平均单元长度。通常来说，在定义的几何体上可以产生一致的网格，网格过渡较平滑。refinement打破了原来划分的网格。如果原来的网格原本就不一致，则细化后的网格也不一致。虽然程序对单元的过渡进行平滑处理，但细化后仍有可能有不平滑的过渡。确定局部网格的设置4.Mapped Face Meshing:这是映射面网格划分。其特点是允许在面上生成结构网格，由于进行映射网格划分可以得到一致的网格，所以这对计算求解是有益的。5.Match Control:这是面匹配网格划分。这用于定义三维实体的周期面或二维面体的周期边，从而在对称面或对称边上划分出一致的网格。Match control尤其适用于旋转

10、机械的旋转对称分析6.Pinch:这用于网格的收缩控制pinch可以在划分网格时自动去除模型上的一些小特征，如边、狭窄区等，但要知道：a.Pinch仅对点和边才有效，对面和体是无效的。b.pinch不支持笛卡尔网格确定局部网格的设置7.inflation 当一些物理参数在边界层处的梯度变化很大时，为了精确地描述这些参数，inflation法通常将边界层处的网格密度应较之其他地方划分得较密一点，一般在CFD分析中处理边界层处的网格常用inflation方法。当然，在FEM中若对表面边界层处的结果感兴趣的话，亦可用inflation方法。插入局部网格设置方法如下图所示：12预览并划分网格当网格的各

11、类参数设置完后就可以划分网格了。用户可以采用直接划分网格（direct meshing）先单独划分部分实体的网格，也可以整体一起划分网格。如下图所示：直接划分网格整体一起划分网格1212检查网格质量当网格划分结束后可以检查网格的质量。一般而言不同物理场和不同求解器所要求的网格检查准则是不同的，下图是在结构场下网格检查准则的选项图。检查网格质量在mechanical下网格检查准则有：element quality（单元质量检验）、aspect ratio(纵横比)、jacobian ratio(雅克比率)、warping factor(翘曲因子)、Parallel Deviation(平行偏差)、Maximum Corner Angle(最大转弯角)、Skewness(偏度)、Orthogonal Quality(正交程度质量)。下图是Element Quality(单元质量检验)的结果图。