第11章 網(wǎng)格劃分

1、第第11章章 網(wǎng)格劃分網(wǎng)格劃分網(wǎng)格劃分主要包括以下三個(gè)步驟網(wǎng)格劃分主要包括以下三個(gè)步驟:1. 定義單元屬性定義單元屬性 (單元類(lèi)型、實(shí)常數(shù)、材料屬性單元類(lèi)型、實(shí)常數(shù)、材料屬性)2. 設(shè)定網(wǎng)格尺寸控制設(shè)定網(wǎng)格尺寸控制 (控制網(wǎng)格密度控制網(wǎng)格密度)3. 執(zhí)行網(wǎng)格劃分執(zhí)行網(wǎng)格劃分實(shí)體單元實(shí)體單元FEA 模型模型網(wǎng)格劃分網(wǎng)格劃分第第11章章 網(wǎng)格劃分網(wǎng)格劃分(續(xù)續(xù))v網(wǎng)格劃分的缺省設(shè)置：網(wǎng)格劃分的缺省設(shè)置： 自由網(wǎng)格劃分，即四邊形網(wǎng)格劃分自由網(wǎng)格劃分，即四邊形網(wǎng)格劃分(2D模型模型)，其中可能包含少量三角形其中可能包含少量三角形 單元尺寸由單元尺寸由ANSYS確定確定 (通常是比較合理的通常是比較合理

2、的) 單元屬性為：類(lèi)型為單元屬性為：類(lèi)型為1,材料為材料為1,實(shí)常數(shù)為實(shí)常數(shù)為111.1 網(wǎng)格劃分工具網(wǎng)格劃分工具網(wǎng)格劃分工具是網(wǎng)格控制的一種快捷方式網(wǎng)格劃分工具是網(wǎng)格控制的一種快捷方式單元屬性控制單元屬性控制智能網(wǎng)格劃分控制智能網(wǎng)格劃分控制尺寸控制尺寸控制指定單元形狀指定單元形狀自由網(wǎng)格劃分或映射網(wǎng)格劃分自由網(wǎng)格劃分或映射網(wǎng)格劃分執(zhí)行網(wǎng)格劃分執(zhí)行網(wǎng)格劃分清除網(wǎng)格清除網(wǎng)格局部細(xì)劃局部細(xì)劃123456781234567811.2 缺省單元尺寸缺省單元尺寸v如果您不指定任何控制如果您不指定任何控制, ANSYS將使用將使用缺省尺寸缺省尺寸, 它它將根據(jù)單元階次，指定線的最小和最大份數(shù)將根據(jù)單元階次

3、，指定線的最小和最大份數(shù), 表面表面高寬比等。高寬比等。v用于映射網(wǎng)格劃分用于映射網(wǎng)格劃分, 但在智能網(wǎng)格劃分關(guān)閉時(shí)但在智能網(wǎng)格劃分關(guān)閉時(shí), 自由自由網(wǎng)格劃分也可使用。網(wǎng)格劃分也可使用。v缺省單元尺寸以下列量為基礎(chǔ)：缺省單元尺寸以下列量為基礎(chǔ)：線的最小單元數(shù)和最大單元數(shù)線的最小單元數(shù)和最大單元數(shù)每個(gè)單元的頂角每個(gè)單元的頂角最小和最大的邊界長(zhǎng)度最小和最大的邊界長(zhǎng)度11.2 缺省單元尺寸缺省單元尺寸(續(xù)續(xù))v改變?nèi)笔卧叽绺淖內(nèi)笔卧叽?1.3 智能網(wǎng)格劃分智能網(wǎng)格劃分v智能網(wǎng)格劃分是最高效的網(wǎng)格控制方法。通過(guò)指定智能網(wǎng)格劃分是最高效的網(wǎng)格控制方法。通過(guò)指定所有線上的份數(shù)決定單元的尺寸，它可以

4、考慮幾何所有線上的份數(shù)決定單元的尺寸，它可以考慮幾何圖形的曲率，線與線的接近程度和其它特征圖形的曲率，線與線的接近程度和其它特征, 以及以及單元階次。單元階次。v在進(jìn)行自由網(wǎng)格劃分時(shí)，智能網(wǎng)格給網(wǎng)格劃分器創(chuàng)在進(jìn)行自由網(wǎng)格劃分時(shí)，智能網(wǎng)格給網(wǎng)格劃分器創(chuàng)造合理的單元形狀提供一個(gè)好的選擇，并創(chuàng)建自由造合理的單元形狀提供一個(gè)好的選擇，并創(chuàng)建自由網(wǎng)格劃分的初始單元尺寸。網(wǎng)格劃分的初始單元尺寸。v智能網(wǎng)格劃分的缺省設(shè)置是關(guān)閉，在進(jìn)行自由網(wǎng)格智能網(wǎng)格劃分的缺省設(shè)置是關(guān)閉，在進(jìn)行自由網(wǎng)格劃分時(shí)，建議采用智能網(wǎng)格；它并不影響映射網(wǎng)格劃分時(shí)，建議采用智能網(wǎng)格；它并不影響映射網(wǎng)格的劃分，映射網(wǎng)格仍然使用缺省尺寸。的

5、劃分，映射網(wǎng)格仍然使用缺省尺寸。v為了得到更好的網(wǎng)格，應(yīng)將所有的面或體放在一起為了得到更好的網(wǎng)格，應(yīng)將所有的面或體放在一起劃分網(wǎng)格，它優(yōu)越于一個(gè)一個(gè)地劃分網(wǎng)格。劃分網(wǎng)格，它優(yōu)越于一個(gè)一個(gè)地劃分網(wǎng)格。11.3.1 激活智能網(wǎng)格激活智能網(wǎng)格打開(kāi)智能網(wǎng)格，將滾動(dòng)條設(shè)置在打開(kāi)智能網(wǎng)格，將滾動(dòng)條設(shè)置在1(最最密的網(wǎng)格密的網(wǎng)格)到到10(最粗的網(wǎng)格最粗的網(wǎng)格)之間，一之間，一般建議設(shè)定在般建議設(shè)定在48之間。之間。11.3.1 激活智能網(wǎng)格激活智能網(wǎng)格(續(xù)續(xù))如圖所示為采用不同的如圖所示為采用不同的SmartSize尺寸級(jí)別進(jìn)尺寸級(jí)別進(jìn)行四面體網(wǎng)格劃分的例行四面體網(wǎng)格劃分的例子。子。可以使用可以使用Mes

6、hTool菜菜單條或采用單條或采用smrt,off命命令關(guān)閉智能網(wǎng)格劃分。令關(guān)閉智能網(wǎng)格劃分。11.3.2 高級(jí)智能網(wǎng)格控制高級(jí)智能網(wǎng)格控制擴(kuò)張系數(shù)：擴(kuò)張系數(shù)：網(wǎng)格內(nèi)部單網(wǎng)格內(nèi)部單元尺寸與邊界尺寸的比值元尺寸與邊界尺寸的比值(0.54)(finecoarse)過(guò)渡系數(shù)：過(guò)渡系數(shù)：從邊界到內(nèi)從邊界到內(nèi)部，相鄰單元的尺寸比值部，相鄰單元的尺寸比值(14)(gradualrapid)1211.4 人工調(diào)整網(wǎng)格控制人工調(diào)整網(wǎng)格控制v由于結(jié)構(gòu)形狀的多樣性，在許多情況下，由缺省單由于結(jié)構(gòu)形狀的多樣性，在許多情況下，由缺省單元尺寸或智能尺寸使產(chǎn)生的網(wǎng)格并不合適元尺寸或智能尺寸使產(chǎn)生的網(wǎng)格并不合適v包括應(yīng)力集

7、中和奇異點(diǎn)的模型包括應(yīng)力集中和奇異點(diǎn)的模型v在這些情況下，進(jìn)行網(wǎng)格劃分時(shí)必須做更多的處理。在這些情況下，進(jìn)行網(wǎng)格劃分時(shí)必須做更多的處理?？梢酝ㄟ^(guò)指定下述的單元尺寸來(lái)進(jìn)行控制可以通過(guò)指定下述的單元尺寸來(lái)進(jìn)行控制總體單元尺寸總體單元尺寸：根據(jù)面的邊界（線）上所用單元：根據(jù)面的邊界（線）上所用單元的邊長(zhǎng)或每條線上劃分的單元數(shù)進(jìn)行控制的邊長(zhǎng)或每條線上劃分的單元數(shù)進(jìn)行控制指定面、線上的單元?jiǎng)澐謹(jǐn)?shù)指定面、線上的單元?jiǎng)澐謹(jǐn)?shù)指定關(guān)鍵點(diǎn)附近的單元尺寸指定關(guān)鍵點(diǎn)附近的單元尺寸11.4 人工調(diào)整網(wǎng)格控制人工調(diào)整網(wǎng)格控制(續(xù)續(xù))層網(wǎng)格劃分：層網(wǎng)格劃分：在壁面附近劃分較密的的網(wǎng)格在壁面附近劃分較密的的網(wǎng)格(適適于模擬于

8、模擬CFD邊界層及電磁分析中的邊界層及電磁分析中的skin effects)網(wǎng)格細(xì)化：網(wǎng)格細(xì)化：在制定區(qū)域細(xì)化網(wǎng)格在制定區(qū)域細(xì)化網(wǎng)格(并不清除已經(jīng)并不清除已經(jīng)劃好的網(wǎng)格劃好的網(wǎng)格)v上述每種控制方法都有自己特定的用途。盡管它上述每種控制方法都有自己特定的用途。盡管它們可以混合使用們可以混合使用, 但有些會(huì)有沖突。通常一次使用但有些會(huì)有沖突。通常一次使用12種控制方法種控制方法11.4.1 改變總體單元尺寸改變總體單元尺寸指定線上的單元邊長(zhǎng)或者每條指定線上的單元邊長(zhǎng)或者每條線上劃分的單元數(shù)，或者此二線上劃分的單元數(shù)，或者此二項(xiàng)都被指定，則程序采用項(xiàng)都被指定，則程序采用SIZE11.4.1 改變總

9、體單元尺寸改變總體單元尺寸(續(xù)續(xù))v可單獨(dú)使用或與智能網(wǎng)格劃分可單獨(dú)使用或與智能網(wǎng)格劃分聯(lián)合使用。聯(lián)合使用。單獨(dú)使用單獨(dú)使用ESIZE(智能網(wǎng)格劃分智能網(wǎng)格劃分關(guān)閉關(guān)閉)將采用相同的單元尺寸對(duì)將采用相同的單元尺寸對(duì)體體(或面或面)劃分網(wǎng)格。劃分網(wǎng)格。在智能網(wǎng)格劃分打開(kāi)時(shí)在智能網(wǎng)格劃分打開(kāi)時(shí), ESIZE充當(dāng)充當(dāng)“向?qū)驅(qū)А?，但為了適應(yīng)線，但為了適應(yīng)線的曲率或幾何近似，的曲率或幾何近似，ESIZE所所指定的尺寸可能無(wú)效。指定的尺寸可能無(wú)效。11.4.2 改變面上的單元數(shù)目改變面上的單元數(shù)目v面與面的交線僅在未指定線尺寸或面與面的交線僅在未指定線尺寸或關(guān)鍵點(diǎn)尺寸，且鄰近無(wú)尺寸更小的關(guān)鍵點(diǎn)尺寸，且鄰

10、近無(wú)尺寸更小的面時(shí)使用指定尺寸面時(shí)使用指定尺寸v智能網(wǎng)格劃分打開(kāi)時(shí)，為了適應(yīng)線智能網(wǎng)格劃分打開(kāi)時(shí)，為了適應(yīng)線的曲率或幾何近似，指定的尺寸可的曲率或幾何近似，指定的尺寸可能無(wú)效能無(wú)效11.4.3 改變線上的單元數(shù)目改變線上的單元數(shù)目拾取菜單指示你拾取線拾取菜單指示你拾取線單元邊界所對(duì)應(yīng)的角度單元邊界所對(duì)應(yīng)的角度單元邊長(zhǎng)單元邊長(zhǎng)單元?jiǎng)澐謫卧獎(jiǎng)澐謹(jǐn)?shù)數(shù)最后一個(gè)分割與第一個(gè)分割的比最后一個(gè)分割與第一個(gè)分割的比率率Yes智能網(wǎng)格劃分智能網(wǎng)格劃分打開(kāi)時(shí)可能無(wú)效打開(kāi)時(shí)可能無(wú)效No智能網(wǎng)格劃分打智能網(wǎng)格劃分打開(kāi)時(shí)將被網(wǎng)格劃分開(kāi)時(shí)將被網(wǎng)格劃分器采用，在所有其器采用，在所有其它尺寸控制最優(yōu)先它尺寸控制最優(yōu)先11.4

11、.4 層狀網(wǎng)格劃分層狀網(wǎng)格劃分v層狀網(wǎng)格劃分層狀網(wǎng)格劃分(只適用于只適用于2-D情況情況)生生成線性過(guò)渡的自由網(wǎng)格成線性過(guò)渡的自由網(wǎng)格v在平行于線的方向上單元尺寸相當(dāng)均在平行于線的方向上單元尺寸相當(dāng)均勻勻v在垂直于線的方向上，單元尺寸和數(shù)在垂直于線的方向上，單元尺寸和數(shù)目急劇變化目急劇變化v當(dāng)分析時(shí)要求表面高精度，層狀網(wǎng)格當(dāng)分析時(shí)要求表面高精度，層狀網(wǎng)格是最有用的。是最有用的。(例如，模擬例如，模擬CFD的邊的邊界層效應(yīng)和電磁分析中的集膚效應(yīng)界層效應(yīng)和電磁分析中的集膚效應(yīng))v打開(kāi)層狀網(wǎng)格劃分器：打開(kāi)層狀網(wǎng)格劃分器：指定線上的單指定線上的單元尺寸，線上兩端單元的比率和內(nèi)部元尺寸，線上兩端單元的比

12、率和內(nèi)部網(wǎng)格層的厚度。網(wǎng)格層的厚度。11.4.5 改變關(guān)鍵點(diǎn)附近的單元尺寸改變關(guān)鍵點(diǎn)附近的單元尺寸拾取關(guān)鍵點(diǎn)拾取關(guān)鍵點(diǎn)指定單元邊長(zhǎng)指定單元邊長(zhǎng)對(duì)應(yīng)力集中區(qū)域非常有用對(duì)應(yīng)力集中區(qū)域非常有用智能網(wǎng)格劃分打開(kāi)時(shí)，為了適應(yīng)線的智能網(wǎng)格劃分打開(kāi)時(shí)，為了適應(yīng)線的曲率或幾何近似指定的尺寸可能無(wú)效曲率或幾何近似指定的尺寸可能無(wú)效11.5 單元尺寸的層次關(guān)系單元尺寸的層次關(guān)系單元尺寸指定的層次與采用缺省單元尺寸還是采用智單元尺寸指定的層次與采用缺省單元尺寸還是采用智能尺寸有關(guān)能尺寸有關(guān)缺省單元尺寸的優(yōu)先順序缺省單元尺寸的優(yōu)先順序 對(duì)線劃分的指定被最先考對(duì)線劃分的指定被最先考慮慮 關(guān)鍵點(diǎn)附近的單元尺寸作關(guān)鍵點(diǎn)附近

13、的單元尺寸作為第二級(jí)考慮對(duì)象為第二級(jí)考慮對(duì)象 總體單元尺寸作為第三級(jí)總體單元尺寸作為第三級(jí)考慮對(duì)象考慮對(duì)象 缺省單元尺寸被最后考慮缺省單元尺寸被最后考慮智能單元尺寸的優(yōu)先順序智能單元尺寸的優(yōu)先順序 對(duì)線的指定被最先考慮對(duì)線的指定被最先考慮 關(guān)鍵點(diǎn)附近的單元尺寸作為第關(guān)鍵點(diǎn)附近的單元尺寸作為第二級(jí)考慮對(duì)象二級(jí)考慮對(duì)象，當(dāng)考慮到曲率當(dāng)考慮到曲率和小的幾何尺寸特征時(shí)可以忽和小的幾何尺寸特征時(shí)可以忽略它略它 總體單元尺寸作為第三級(jí)考慮總體單元尺寸作為第三級(jí)考慮對(duì)象對(duì)象,當(dāng)考慮到曲率和小的幾何當(dāng)考慮到曲率和小的幾何尺寸特征時(shí)可以忽略它尺寸特征時(shí)可以忽略它 智能單元尺寸設(shè)置被最后考慮智能單元尺寸設(shè)置被最后

14、考慮11.6 自由網(wǎng)格與映射網(wǎng)格自由網(wǎng)格與映射網(wǎng)格v我們可以指示程序全部使用四邊形面單元和六邊我們可以指示程序全部使用四邊形面單元和六邊形體單元來(lái)生成映射網(wǎng)格形體單元來(lái)生成映射網(wǎng)格v自由網(wǎng)格對(duì)單元的形狀沒(méi)有限制，映射網(wǎng)格受映自由網(wǎng)格對(duì)單元的形狀沒(méi)有限制，映射網(wǎng)格受映射網(wǎng)格模式及其單元形狀限制，通常單元排列整射網(wǎng)格模式及其單元形狀限制，通常單元排列整齊，幾何模型應(yīng)由規(guī)則的面或體構(gòu)成齊，幾何模型應(yīng)由規(guī)則的面或體構(gòu)成自由網(wǎng)格自由網(wǎng)格映射網(wǎng)格映射網(wǎng)格11.6 自由網(wǎng)格與映射網(wǎng)格自由網(wǎng)格與映射網(wǎng)格(續(xù)續(xù))v自由劃分自由劃分無(wú)單元形狀限制無(wú)單元形狀限制網(wǎng)格無(wú)固定的模式網(wǎng)格無(wú)固定的模式適用于復(fù)雜形狀的面和體

15、適用于復(fù)雜形狀的面和體v映射劃分映射劃分面的單元形狀限制為四邊形面的單元形狀限制為四邊形,體的單元限制為六體的單元限制為六面體面體 (方塊方塊)通常有規(guī)則的形式通常有規(guī)則的形式,單元明顯成行單元明顯成行僅適用于僅適用于 “規(guī)則的規(guī)則的” 面和體面和體, 如：矩形和方塊如：矩形和方塊11.6.1自由網(wǎng)格與映射網(wǎng)格比較自由網(wǎng)格與映射網(wǎng)格比較自由網(wǎng)格自由網(wǎng)格+易于生成易于生成; 不須將復(fù)雜不須將復(fù)雜形狀的體分解為規(guī)則形形狀的體分解為規(guī)則形狀的體狀的體體單元僅包含四面體網(wǎng)體單元僅包含四面體網(wǎng)格格, 致使單元數(shù)量較多致使單元數(shù)量較多僅高階僅高階(10-節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)) 四面體四面體單 元 較 滿(mǎn) 意單 元 較

16、 滿(mǎn) 意 , 因 此因 此DOF(自由度自由度)數(shù)目可能數(shù)目可能很多很多映射網(wǎng)格映射網(wǎng)格+通常包含較少的單元數(shù)通常包含較少的單元數(shù)量量+低階單元也可能得到滿(mǎn)低階單元也可能得到滿(mǎn)意的結(jié)果意的結(jié)果,因此因此DOF(自自由度由度)數(shù)目較少數(shù)目較少面和體必須形狀面和體必須形狀 “規(guī)規(guī)則則”, 劃分的網(wǎng)格必須劃分的網(wǎng)格必須滿(mǎn)足一定的準(zhǔn)則滿(mǎn)足一定的準(zhǔn)則難于實(shí)現(xiàn)難于實(shí)現(xiàn), 尤其是對(duì)形尤其是對(duì)形狀復(fù)雜的體狀復(fù)雜的體11.6.2 生成自由網(wǎng)格生成自由網(wǎng)格v自由網(wǎng)格是面和體網(wǎng)格劃分時(shí)的缺自由網(wǎng)格是面和體網(wǎng)格劃分時(shí)的缺省設(shè)置省設(shè)置v生成自由網(wǎng)格比較容易：生成自由網(wǎng)格比較容易：導(dǎo)出導(dǎo)出 MeshTool 工具工具,

17、劃分方式設(shè)劃分方式設(shè)為自由劃分為自由劃分推薦使用智能網(wǎng)格劃分進(jìn)行自由推薦使用智能網(wǎng)格劃分進(jìn)行自由網(wǎng)格劃分，激活它并指定一個(gè)尺網(wǎng)格劃分，激活它并指定一個(gè)尺寸級(jí)別寸級(jí)別按按 Mesh 按鈕開(kāi)始劃分網(wǎng)格按鈕開(kāi)始劃分網(wǎng)格v按拾取器中按拾取器中 Pick All 選擇所選擇所有實(shí)體有實(shí)體 (推薦推薦)或使用命令或使用命令VMESH,ALL或或 AMESH,ALL11.6.3 生成映射網(wǎng)格的步驟生成映射網(wǎng)格的步驟v三個(gè)步驟：三個(gè)步驟：保證保證 “規(guī)則的規(guī)則的”形狀形狀, 即即, 面有面有 3 或或4 條邊條邊, 或或 體有體有 4, 5, 或或6個(gè)面。在許多情況下，模型的幾何形狀上個(gè)面。在許多情況下，模型

18、的幾何形狀上有多于有多于4條邊的面，有多于條邊的面，有多于6個(gè)面的體，為了將它們個(gè)面的體，為了將它們轉(zhuǎn)換成規(guī)則的形狀轉(zhuǎn)換成規(guī)則的形狀, 您可能進(jìn)行如下的一項(xiàng)或兩項(xiàng)您可能進(jìn)行如下的一項(xiàng)或兩項(xiàng)操作：操作：把面把面(或體或體)切割成小的切割成小的, 簡(jiǎn)單的形狀；簡(jiǎn)單的形狀；相加或連接兩條或多條線相加或連接兩條或多條線 (或面或面) 以減少總的邊數(shù)。以減少總的邊數(shù)。指定尺寸和形狀控制指定尺寸和形狀控制生成網(wǎng)格生成網(wǎng)格11.6.3.1 切割切割v切割切割 可以通過(guò)布爾減運(yùn)算實(shí)現(xiàn)可以通過(guò)布爾減運(yùn)算實(shí)現(xiàn)您可以使用工作平面您可以使用工作平面, 一個(gè)面一個(gè)面, 或一條線作為切或一條線作為切割工具割工具有時(shí)有時(shí),

19、 生成一條新的線或面會(huì)比移動(dòng)或定向工作生成一條新的線或面會(huì)比移動(dòng)或定向工作平面到正確的方向容易得多平面到正確的方向容易得多11.6.3.2 相加相加v無(wú)論什么時(shí)候總可以采用相加的操作無(wú)論什么時(shí)候總可以采用相加的操作(也就是說(shuō)，當(dāng)也就是說(shuō)，當(dāng)幾條線是相切的，并且附在相同的面上時(shí)幾條線是相切的，并且附在相同的面上時(shí))。一般來(lái)。一般來(lái)說(shuō)，相加優(yōu)于連接。說(shuō)，相加優(yōu)于連接。v當(dāng)線不相切時(shí)，也可以使用相加的操作，但在線的當(dāng)線不相切時(shí)，也可以使用相加的操作，但在線的彎折處不一定有節(jié)點(diǎn)生成。彎折處不一定有節(jié)點(diǎn)生成。11.6.3.3 連接連接v連接連接操作：將幾條線或幾個(gè)面連接成一條線或一個(gè)操作：將幾條線或幾個(gè)

20、面連接成一條線或一個(gè)面，以減少線或面的總數(shù)，便于采用映射網(wǎng)格劃分。面，以減少線或面的總數(shù)，便于采用映射網(wǎng)格劃分。線或面被連接后，原始線或面仍然存在。創(chuàng)建的新線或面被連接后，原始線或面仍然存在。創(chuàng)建的新線或新面僅僅是為了劃分網(wǎng)格，對(duì)任何實(shí)體建模操線或新面僅僅是為了劃分網(wǎng)格，對(duì)任何實(shí)體建模操作都是無(wú)效的。作都是無(wú)效的。連接這兩條線使連接這兩條線使其成為一個(gè)由其成為一個(gè)由4條邊構(gòu)成的面條邊構(gòu)成的面11.6.3.3 連接連接(續(xù)續(xù))v刪除連接生成的圖元：刪除連接生成的圖元：刪除連接所生成的圖元是最后刪除連接所生成的圖元是最后一個(gè)步驟，即不再需要它作其一個(gè)步驟，即不再需要它作其它的任何操作它的任何操作一

21、旦單擊一旦單擊“Del concats-area(或或line)”，在模型中，在模型中所有所有連接所生連接所生成的面成的面(或線或線)將被刪除將被刪除在進(jìn)行此操作前確保先存數(shù)據(jù)在進(jìn)行此操作前確保先存數(shù)據(jù)庫(kù)文件庫(kù)文件11.6.3.3 連接連接(續(xù)續(xù))v選擇連接所生選擇連接所生成的圖元成的圖元Areas ConcatenatedLines Concatenated11.6.3.4 相加或連接的注意事項(xiàng)相加或連接的注意事項(xiàng)應(yīng)該在所有的建模操作完成后再進(jìn)行連接操作應(yīng)該在所有的建模操作完成后再進(jìn)行連接操作連接應(yīng)該是給模型劃分網(wǎng)格前的最后一步操作，因?yàn)檫B接應(yīng)該是給模型劃分網(wǎng)格前的最后一步操作，因?yàn)閺倪B接操

22、作中得到的圖元不能用于以后的任何實(shí)體建從連接操作中得到的圖元不能用于以后的任何實(shí)體建模操作，用戶(hù)可以通過(guò)刪除連接產(chǎn)生的線或面來(lái)模操作，用戶(hù)可以通過(guò)刪除連接產(chǎn)生的線或面來(lái)“undo”(刪除刪除)連接操作連接操作在建模操作中，如果覺(jué)得連接操作有太多限制，通常在建模操作中，如果覺(jué)得連接操作有太多限制，通?？梢圆捎闷渌姆椒ǐ@得映射網(wǎng)格可以采用其它的方法獲得映射網(wǎng)格(例如網(wǎng)格拖拉例如網(wǎng)格拖拉)在有些情況下，應(yīng)考慮用工作平面去分面或體，一個(gè)在有些情況下，應(yīng)考慮用工作平面去分面或體，一個(gè)面或體能被分成一系列適用于映射網(wǎng)格劃分的圖元面或體能被分成一系列適用于映射網(wǎng)格劃分的圖元11.6.3.5 指定尺寸和形狀

23、控制指定尺寸和形狀控制v這是映射網(wǎng)格劃分這是映射網(wǎng)格劃分3個(gè)步驟中的第個(gè)步驟中的第2步步v選擇單元形狀非常簡(jiǎn)單。在選擇單元形狀非常簡(jiǎn)單。在MeshTool中中,對(duì)面的網(wǎng)格劃分選擇對(duì)面的網(wǎng)格劃分選擇Quad，對(duì)體的網(wǎng)格，對(duì)體的網(wǎng)格劃分選擇劃分選擇 Hex，點(diǎn)擊，點(diǎn)擊 Mapv其中通常采用的尺寸控制和級(jí)別如下其中通常采用的尺寸控制和級(jí)別如下:線尺寸線尺寸 LESIZE 級(jí)別較高級(jí)別較高若指定了總體單元尺寸若指定了總體單元尺寸, 它將用于它將用于 “未給定尺寸的未給定尺寸的” 線線缺省的單元尺寸缺省的單元尺寸DESIZE僅在未指定僅在未指定ESIZE時(shí)用于時(shí)用于 “未給定尺寸的未給定尺寸的” 線上線

24、上智能網(wǎng)格劃分無(wú)效智能網(wǎng)格劃分無(wú)效11.6.3.5 指定尺寸和形狀控制指定尺寸和形狀控制(續(xù)續(xù))v若您指定線的分割數(shù)若您指定線的分割數(shù), 切記切記:對(duì)邊的分割數(shù)必須匹配對(duì)邊的分割數(shù)必須匹配, 但您只須指定一邊的分但您只須指定一邊的分割數(shù)。映射網(wǎng)格劃分器將把分割數(shù)自動(dòng)傳送到它割數(shù)。映射網(wǎng)格劃分器將把分割數(shù)自動(dòng)傳送到它的對(duì)邊。的對(duì)邊。如果模型中有連接線，只能在原始如果模型中有連接線，只能在原始(輸入輸入)線上指線上指定分割數(shù)，而不能在合成線上指定分割數(shù)。定分割數(shù)，而不能在合成線上指定分割數(shù)。每條初始線上指定每條初始線上指定6份分割份分割此線上將自動(dòng)使用此線上將自動(dòng)使用12份分割份分割 (合成線的對(duì)

25、邊合成線的對(duì)邊)其它兩條線上會(huì)采用幾份分其它兩條線上會(huì)采用幾份分割呢割呢? (后面的演示將會(huì)回后面的演示將會(huì)回答這一問(wèn)題答這一問(wèn)題)11.6.3.6 生成映射網(wǎng)格生成映射網(wǎng)格v只要保證了規(guī)則的形狀，并指定了合適的份數(shù)，生只要保證了規(guī)則的形狀，并指定了合適的份數(shù)，生成網(wǎng)格將非常簡(jiǎn)單。只須按成網(wǎng)格將非常簡(jiǎn)單。只須按MeshTool中的中的Mesh鍵，鍵， 然后按拾取器中的然后按拾取器中的Pick All或選擇需要的實(shí)體即可或選擇需要的實(shí)體即可11.6.3.6 生成映射網(wǎng)格生成映射網(wǎng)格(續(xù)續(xù))v問(wèn)題：?jiǎn)栴}：為劃分映射為劃分映射網(wǎng)格您將如何切割網(wǎng)格您將如何切割這個(gè)模型這個(gè)模型?11.6.4 生成面的映

26、射網(wǎng)格生成面的映射網(wǎng)格v生成映射網(wǎng)格的面必須滿(mǎn)足一定的要求：生成映射網(wǎng)格的面必須滿(mǎn)足一定的要求：面由面由3-4條線圍成條線圍成(三角形或四邊形三角形或四邊形)對(duì)應(yīng)邊的單元數(shù)目必須相同對(duì)應(yīng)邊的單元數(shù)目必須相同(4邊過(guò)渡網(wǎng)格除外邊過(guò)渡網(wǎng)格除外)對(duì)于由對(duì)于由3邊圍成的面，每邊單元數(shù)必須為偶數(shù)邊圍成的面，每邊單元數(shù)必須為偶數(shù)11.6.4 生成面的映射網(wǎng)格生成面的映射網(wǎng)格(續(xù)續(xù))v如果一個(gè)面由多于如果一個(gè)面由多于4條的線圍成，則它不能直接條的線圍成，則它不能直接采用映射網(wǎng)格進(jìn)行劃分，然而，為了將總的線采用映射網(wǎng)格進(jìn)行劃分，然而，為了將總的線數(shù)減少到數(shù)減少到4，其中的某些線可以被加起來(lái)，其中的某些線可以被

27、加起來(lái)(add：一種建模操作一種建模操作)或連接起來(lái)或連接起來(lái)(concatenated：一種：一種進(jìn)行網(wǎng)格劃分時(shí)采用的操作進(jìn)行網(wǎng)格劃分時(shí)采用的操作)。v代替進(jìn)行連接操作代替進(jìn)行連接操作(concatenation)，可以用拾取，可以用拾取一個(gè)面的一個(gè)面的3個(gè)或個(gè)或4個(gè)角點(diǎn)來(lái)進(jìn)行面映射網(wǎng)格劃分，個(gè)角點(diǎn)來(lái)進(jìn)行面映射網(wǎng)格劃分，這種簡(jiǎn)化的映射網(wǎng)格劃分方法將兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)之這種簡(jiǎn)化的映射網(wǎng)格劃分方法將兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)之間的多條線內(nèi)部連接起來(lái)。間的多條線內(nèi)部連接起來(lái)。11.6.4 生成面的映射網(wǎng)格生成面的映射網(wǎng)格(續(xù)續(xù))vANSYS處理線的劃分處理線的劃分為了得到映射網(wǎng)格，面的對(duì)邊須指定相等的劃分?jǐn)?shù)為了得到映射網(wǎng)

28、格，面的對(duì)邊須指定相等的劃分?jǐn)?shù)(或者定義線的劃分?jǐn)?shù)對(duì)應(yīng)于某種傳遞方式或者定義線的劃分?jǐn)?shù)對(duì)應(yīng)于某種傳遞方式)不需要在所有的線上指定劃分?jǐn)?shù)，只要是采用映射不需要在所有的線上指定劃分?jǐn)?shù)，只要是采用映射網(wǎng)格劃分，程序會(huì)將線的劃分?jǐn)?shù)由一條邊傳遞到對(duì)網(wǎng)格劃分，程序會(huì)將線的劃分?jǐn)?shù)由一條邊傳遞到對(duì)邊，傳遞所有相鄰的要?jiǎng)澐志W(wǎng)格的面邊，傳遞所有相鄰的要?jiǎng)澐志W(wǎng)格的面程序會(huì)盡可能的根據(jù)總體尺寸或關(guān)鍵點(diǎn)尺寸的定義程序會(huì)盡可能的根據(jù)總體尺寸或關(guān)鍵點(diǎn)尺寸的定義產(chǎn)生一個(gè)相匹配的線的劃分?jǐn)?shù)產(chǎn)生一個(gè)相匹配的線的劃分?jǐn)?shù)定義三條線定義三條線的劃分?jǐn)?shù)的劃分?jǐn)?shù)11.6.4 生成面的映射網(wǎng)格生成面的映射網(wǎng)格(續(xù)續(xù))v2D四邊形過(guò)渡網(wǎng)格四邊

29、形過(guò)渡網(wǎng)格對(duì)于四邊形，相對(duì)的邊的單元數(shù)目可以不同對(duì)于四邊形，相對(duì)的邊的單元數(shù)目可以不同過(guò)渡網(wǎng)格有幾種模式，邊線的單元數(shù)必須與給定過(guò)渡網(wǎng)格有幾種模式，邊線的單元數(shù)必須與給定的模式相符的模式相符11.6.4 生成面的映射網(wǎng)格生成面的映射網(wǎng)格(續(xù)續(xù))11.6.4 生成面的映射網(wǎng)格生成面的映射網(wǎng)格(續(xù)續(xù))v將線加起來(lái)：將線加起來(lái)：1. 拾取將要被加起來(lái)的線拾取將要被加起來(lái)的線2. 單擊單擊OK3. 指定現(xiàn)存線以后的狀態(tài)指定現(xiàn)存線以后的狀態(tài)4.單擊單擊OK11.6.4 生成面的映射網(wǎng)格生成面的映射網(wǎng)格(續(xù)續(xù))v將線連接起來(lái)：將線連接起來(lái)：1. 拾取將要連接的線拾取將要連接的線2. 單擊單擊OK11.6.

30、4 生成面的映射網(wǎng)格生成面的映射網(wǎng)格(續(xù)續(xù))例題：一個(gè)由六條線圍成的面例題：一個(gè)由六條線圍成的面L1 and L2 are added.New Line L#L4 and L5 are concatenated.產(chǎn)生四條線圍產(chǎn)生四條線圍成的面，適于成的面，適于網(wǎng)格劃分網(wǎng)格劃分New concatenated line.11.6.4 生成面的映射網(wǎng)格生成面的映射網(wǎng)格(續(xù)續(xù))關(guān)于指定劃分?jǐn)?shù)的注意點(diǎn)關(guān)于指定劃分?jǐn)?shù)的注意點(diǎn)只能在原始線上指定劃分?jǐn)?shù)，不能在通過(guò)連接操作生只能在原始線上指定劃分?jǐn)?shù)，不能在通過(guò)連接操作生成的新線上指定劃分?jǐn)?shù)成的新線上指定劃分?jǐn)?shù)11.6.4 生成面的映射網(wǎng)格生成面的映射網(wǎng)格(續(xù)

31、續(xù))v簡(jiǎn)易的面映射網(wǎng)格方法：簡(jiǎn)易的面映射網(wǎng)格方法：是獲得映射網(wǎng)格的最簡(jiǎn)單方法是獲得映射網(wǎng)格的最簡(jiǎn)單方法此操作使用指定的關(guān)鍵點(diǎn)作為角結(jié)點(diǎn)，程序在內(nèi)部此操作使用指定的關(guān)鍵點(diǎn)作為角結(jié)點(diǎn)，程序在內(nèi)部將關(guān)鍵點(diǎn)之間的多條線連接起來(lái)將關(guān)鍵點(diǎn)之間的多條線連接起來(lái)程序?qū)?huì)使用四邊形單元自動(dòng)給此面劃分網(wǎng)格程序?qū)?huì)使用四邊形單元自動(dòng)給此面劃分網(wǎng)格(不需不需要指定單元形狀要指定單元形狀)11.6.4 生成面的映射網(wǎng)格生成面的映射網(wǎng)格(續(xù)續(xù))1.選擇選擇“area”2.選擇選擇“Quad”3.選擇選擇“Mapped”4.選取選取“Pick corners”5.選擇選擇“mesh”6.拾取將要進(jìn)行映射網(wǎng)拾取將要進(jìn)行映射網(wǎng)

32、格劃分的面格劃分的面7.選擇選擇OK8.拾取拾取3或或4個(gè)角關(guān)鍵點(diǎn)個(gè)角關(guān)鍵點(diǎn)9.選擇選擇OK11.6.4 生成面的映射網(wǎng)格生成面的映射網(wǎng)格(續(xù)續(xù))v簡(jiǎn)單地通過(guò)一個(gè)面上的簡(jiǎn)單地通過(guò)一個(gè)面上的3個(gè)或個(gè)或4個(gè)角點(diǎn)個(gè)角點(diǎn)暗示暗示一個(gè)連一個(gè)連接。此時(shí)，接。此時(shí)，ANSYS 內(nèi)在地內(nèi)在地生成一個(gè)連接。生成一個(gè)連接。11.6.4 生成面的映射網(wǎng)格生成面的映射網(wǎng)格(續(xù)續(xù))例題：由六條線所圍成的面例題：由六條線所圍成的面此題在前面的加線和連接線例題中曾出現(xiàn)過(guò)，注意上圖中拾取此題在前面的加線和連接線例題中曾出現(xiàn)過(guò)，注意上圖中拾取的幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)之間有多條線。在拾取完面之后，可以任意順序的幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)之間有多條線。在拾取

33、完面之后，可以任意順序拾取關(guān)鍵點(diǎn)拾取關(guān)鍵點(diǎn)1，3，4和和6，則程序?qū)⒆詣?dòng)進(jìn)行映射網(wǎng)格的劃分，則程序?qū)⒆詣?dòng)進(jìn)行映射網(wǎng)格的劃分，在執(zhí)行網(wǎng)格劃分之前不需要預(yù)先將線連接起來(lái)。線的連接過(guò)程在執(zhí)行網(wǎng)格劃分之前不需要預(yù)先將線連接起來(lái)。線的連接過(guò)程將在程序內(nèi)部完成，并且在網(wǎng)格劃分完成之后被刪除將在程序內(nèi)部完成，并且在網(wǎng)格劃分完成之后被刪除11.6.5 生成體的映射網(wǎng)格生成體的映射網(wǎng)格v生成映射網(wǎng)格的體必須滿(mǎn)足一定的要求：生成映射網(wǎng)格的體必須滿(mǎn)足一定的要求：體必須由體必須由4、5、或、或6個(gè)面圍成個(gè)面圍成(四、五、六面體四、五、六面體)對(duì)應(yīng)面的單元數(shù)目必須相同對(duì)應(yīng)面的單元數(shù)目必須相同(六面體過(guò)渡網(wǎng)格除外六面體過(guò)

34、渡網(wǎng)格除外)對(duì)于由對(duì)于由3面圍成的體，每面單元數(shù)必須為偶數(shù)面圍成的體，每面單元數(shù)必須為偶數(shù)11.6.5 生成體的映射網(wǎng)格生成體的映射網(wǎng)格(續(xù)續(xù))11.6.5 生成體的映射網(wǎng)格生成體的映射網(wǎng)格(續(xù)續(xù))v3-D六面體過(guò)渡網(wǎng)格六面體過(guò)渡網(wǎng)格11.6.5 生成體的映射網(wǎng)格生成體的映射網(wǎng)格(續(xù)續(xù))v為了進(jìn)行映射網(wǎng)格劃分，我們可以通過(guò)連接面為了進(jìn)行映射網(wǎng)格劃分，我們可以通過(guò)連接面來(lái)減少?lài)审w的邊界面的數(shù)目來(lái)減少?lài)审w的邊界面的數(shù)目11.6.5 生成體的映射網(wǎng)格生成體的映射網(wǎng)格(續(xù)續(xù))v給體進(jìn)行映射網(wǎng)格劃分時(shí)，連接面也要求連接線，給體進(jìn)行映射網(wǎng)格劃分時(shí)，連接面也要求連接線，如上圖所示，程序會(huì)自動(dòng)進(jìn)行此操作。

35、但只有當(dāng)相如上圖所示，程序會(huì)自動(dòng)進(jìn)行此操作。但只有當(dāng)相鄰的兩個(gè)四邊形面被連接時(shí)才會(huì)自動(dòng)進(jìn)行，在所有鄰的兩個(gè)四邊形面被連接時(shí)才會(huì)自動(dòng)進(jìn)行，在所有其它情況下在完成面的連接后必須人為的作線的連其它情況下在完成面的連接后必須人為的作線的連接接v在有些情況下，也可以將面加起來(lái)而不用面連接的在有些情況下，也可以將面加起來(lái)而不用面連接的方法方法(當(dāng)面是平的并且共面時(shí)當(dāng)面是平的并且共面時(shí))這樣，使用加的操作比這樣，使用加的操作比使用連接操作更好使用連接操作更好v在完成加的操作后，仍需進(jìn)行邊界線的連接操作在完成加的操作后，仍需進(jìn)行邊界線的連接操作11.6.5 生成體的映射網(wǎng)格生成體的映射網(wǎng)格(續(xù)續(xù))加面：加面：

36、1. 拾取將要相加的面拾取將要相加的面2. 單擊單擊OK11.6.5 生成體的映射網(wǎng)格生成體的映射網(wǎng)格(續(xù)續(xù))連接面：連接面：1.拾取將要連接的面拾取將要連接的面2.選擇選擇OK11.7 過(guò)渡網(wǎng)格劃分過(guò)渡網(wǎng)格劃分v對(duì)體劃分網(wǎng)格對(duì)體劃分網(wǎng)格, 至今我們已有兩種選擇至今我們已有兩種選擇:自由網(wǎng)格劃分：生成一個(gè)自由網(wǎng)格劃分：生成一個(gè)全四面體全四面體網(wǎng)格。網(wǎng)格。這很容易實(shí)現(xiàn)但在某些情況下并不令人這很容易實(shí)現(xiàn)但在某些情況下并不令人滿(mǎn)意；滿(mǎn)意；映射網(wǎng)格劃分：生成一個(gè)映射網(wǎng)格劃分：生成一個(gè)全六面體全六面體網(wǎng)格。網(wǎng)格。這一方法令人滿(mǎn)意但通常很難實(shí)現(xiàn)。這一方法令人滿(mǎn)意但通常很難實(shí)現(xiàn)。vHex-to-tet me

37、shing 提供了第三種選擇提供了第三種選擇,它它 “集兩家之長(zhǎng)集兩家之長(zhǎng)” 將四面體和六面體將四面體和六面體網(wǎng)格很好地結(jié)合起來(lái)網(wǎng)格很好地結(jié)合起來(lái) 而不破壞網(wǎng)格的而不破壞網(wǎng)格的整體性整體性。v這一選擇是在六面體單元和四面體單元間的過(guò)渡區(qū)生這一選擇是在六面體單元和四面體單元間的過(guò)渡區(qū)生成金字塔形單元，要求：成金字塔形單元，要求：必須有六面體網(wǎng)格必須有六面體網(wǎng)格(至少在交界面上有四邊形網(wǎng)格至少在交界面上有四邊形網(wǎng)格)網(wǎng)格劃分器首先生成四面體單元網(wǎng)格劃分器首先生成四面體單元,然后通過(guò)組合或重然后通過(guò)組合或重新組織過(guò)渡區(qū)的四面體單元形成金字塔形單元新組織過(guò)渡區(qū)的四面體單元形成金字塔形單元僅適用于既支持

38、金字塔形又支持四面體形狀的單元類(lèi)僅適用于既支持金字塔形又支持四面體形狀的單元類(lèi)型，例如型，例如:結(jié)構(gòu)單元結(jié)構(gòu)單元 SOLID95, 186, VISCO89熱單元熱單元 SOLID90多物理場(chǎng)單元多物理場(chǎng)單元 SOLID62, 117, 122即使在過(guò)渡區(qū)結(jié)果也會(huì)很好，即使是從線性六面體單即使在過(guò)渡區(qū)結(jié)果也會(huì)很好，即使是從線性六面體單元向二次四面體單元過(guò)渡，單元表面都是協(xié)調(diào)的。元向二次四面體單元過(guò)渡，單元表面都是協(xié)調(diào)的。11.7 過(guò)渡網(wǎng)格劃分過(guò)渡網(wǎng)格劃分(續(xù)續(xù))11.7.1 六面體四面體網(wǎng)格六面體四面體網(wǎng)格某些區(qū)域已經(jīng)被六面體單元某些區(qū)域已經(jīng)被六面體單元進(jìn)行映射網(wǎng)格劃分，同時(shí)另進(jìn)行映射網(wǎng)格劃分

39、，同時(shí)另一些較復(fù)雜的區(qū)域需要用四一些較復(fù)雜的區(qū)域需要用四面體單元進(jìn)行網(wǎng)格劃分：面體單元進(jìn)行網(wǎng)格劃分：v決定在哪兒采用過(guò)渡金字塔決定在哪兒采用過(guò)渡金字塔形單元是合適的形單元是合適的v為了生成金字塔單元，重新為了生成金字塔單元，重新排列組合四面體單元排列組合四面體單元v將金字塔單元放入網(wǎng)格中將金字塔單元放入網(wǎng)格中11.7.2 六面體四面體過(guò)渡圖解六面體四面體過(guò)渡圖解20節(jié)點(diǎn)六面體節(jié)點(diǎn)六面體(SOLID95)13節(jié)點(diǎn)金字塔節(jié)點(diǎn)金字塔(SOLID95)10節(jié)點(diǎn)四面節(jié)點(diǎn)四面體體( SOLID95)映射網(wǎng)格映射網(wǎng)格 過(guò)渡網(wǎng)格過(guò)渡網(wǎng)格 四面體網(wǎng)格四面體網(wǎng)格二階單元二階單元 二階單元二階單元11.7.2 六面

40、體四面體過(guò)渡圖解六面體四面體過(guò)渡圖解(續(xù)續(xù))8節(jié)點(diǎn)六面體節(jié)點(diǎn)六面體(SOLID45)線性單元線性單元二階單元二階單元映射網(wǎng)格映射網(wǎng)格 過(guò)渡網(wǎng)格過(guò)渡網(wǎng)格 四面體網(wǎng)格四面體網(wǎng)格9節(jié)點(diǎn)金字塔節(jié)點(diǎn)金字塔(SOLID95)10節(jié)點(diǎn)四面節(jié)點(diǎn)四面體體( SOLID95)11.7.3 六面體四面體的過(guò)渡步驟六面體四面體的過(guò)渡步驟1.首先用六面體單元給體劃分網(wǎng)格或用四邊形單首先用六面體單元給體劃分網(wǎng)格或用四邊形單元給共享面劃分網(wǎng)格元給共享面劃分網(wǎng)格Mesh volume with bricksOr, mesh area with quads1211.7.3 六面體四面體的過(guò)渡步驟六面體四面體的過(guò)渡步驟(續(xù)續(xù))2

41、.激活支持金字塔或四面體形狀的單元類(lèi)型，如：激活支持金字塔或四面體形狀的單元類(lèi)型，如：結(jié)構(gòu)單元結(jié)構(gòu)單元 SOLID95, 186, VISCO89，熱單元，熱單元 SOLID90，多物理場(chǎng)單元，多物理場(chǎng)單元 SOLID62, 117, 122SOLID95 11.7.3 六面體四面體的過(guò)渡步驟六面體四面體的過(guò)渡步驟(續(xù)續(xù))3.設(shè)置單元形狀為四面體形狀設(shè)置單元形狀為四面體形狀的單元的單元(使用使用MeshTool or M S H A P E , 1 o r Preprocessor Meshing Mesher Opts. OK)11.7.3 六面體四面體的過(guò)渡步驟六面體四面體的過(guò)渡步驟(續(xù)續(xù)

42、)4.給第二個(gè)體劃分網(wǎng)格，則在邊界上自動(dòng)生成金給第二個(gè)體劃分網(wǎng)格，則在邊界上自動(dòng)生成金字塔單元字塔單元1211.7.4 六面體四面體過(guò)渡單元的優(yōu)點(diǎn)六面體四面體過(guò)渡單元的優(yōu)點(diǎn)v程序自動(dòng)生成過(guò)渡用的金字塔單元程序自動(dòng)生成過(guò)渡用的金字塔單元v整體不再需要滿(mǎn)足進(jìn)行映射網(wǎng)格劃分所需的條件整體不再需要滿(mǎn)足進(jìn)行映射網(wǎng)格劃分所需的條件v既使在過(guò)渡區(qū)域結(jié)果也令人滿(mǎn)意這不同于采用耦既使在過(guò)渡區(qū)域結(jié)果也令人滿(mǎn)意這不同于采用耦合合/約束方程或其它的人工方法約束方程或其它的人工方法11.7.5 四面體單元的轉(zhuǎn)換四面體單元的轉(zhuǎn)換v在某些分析中，退化的在某些分析中，退化的20結(jié)點(diǎn)四面體單元可能比結(jié)點(diǎn)四面體單元可能比不上不上

43、10結(jié)點(diǎn)的四面體單元，此時(shí)可以很容易的將結(jié)點(diǎn)的四面體單元，此時(shí)可以很容易的將退化單元轉(zhuǎn)化為非退化的對(duì)應(yīng)單元退化單元轉(zhuǎn)化為非退化的對(duì)應(yīng)單元(e.g. SOLID95 to SOLID92)v適用于六面體四面體的過(guò)渡網(wǎng)格適用于六面體四面體的過(guò)渡網(wǎng)格v10節(jié)點(diǎn)的四面體單元所用的內(nèi)存較小，在求解期節(jié)點(diǎn)的四面體單元所用的內(nèi)存較小，在求解期間形成間形成 的文件也小得多的文件也小得多11.7.5 四面體單元的轉(zhuǎn)換四面體單元的轉(zhuǎn)換(續(xù)續(xù))v對(duì)應(yīng)關(guān)系對(duì)應(yīng)關(guān)系: 20-node 10-nodeStructuralSOLID95SOLID92Thermal SOLID90SOLID87ElectrostaticSO

44、LID122 SOLID12311.7.5 四面體單元的轉(zhuǎn)換四面體單元的轉(zhuǎn)換(續(xù)續(xù)) 20節(jié)點(diǎn)六面體單元節(jié)點(diǎn)六面體單元(volume 1)界面上的界面上的20節(jié)點(diǎn)金字塔單元節(jié)點(diǎn)金字塔單元(volume 2)2 0 節(jié) 點(diǎn) 的 四 面 體 單 元節(jié) 點(diǎn) 的 四 面 體 單 元(volume 2)也可以將這種也可以將這種單元轉(zhuǎn)換成單元轉(zhuǎn)換成10節(jié)點(diǎn)的單元節(jié)點(diǎn)的單元11.7.5 四面體單元的轉(zhuǎn)換四面體單元的轉(zhuǎn)換(續(xù)續(xù))將將20節(jié)點(diǎn)的四面體單元轉(zhuǎn)換為節(jié)點(diǎn)的四面體單元轉(zhuǎn)換為10節(jié)點(diǎn)的四面體單元節(jié)點(diǎn)的四面體單元: 如果如果10節(jié)點(diǎn)的單元類(lèi)型還沒(méi)有定義，程序?qū)⒃诖颂幑?jié)點(diǎn)的單元類(lèi)型還沒(méi)有定義，程序?qū)⒃诖颂幎x

45、單元類(lèi)型定義單元類(lèi)型 程序只轉(zhuǎn)換所選的四面體單元程序只轉(zhuǎn)換所選的四面體單元11.8 網(wǎng)格形狀檢查與改變網(wǎng)格形狀檢查與改變 如果你覺(jué)得生成的單元形狀不好，程序?qū)?huì)出如果你覺(jué)得生成的單元形狀不好，程序?qū)?huì)出現(xiàn)警告提示，可以通過(guò)下面的方法改變網(wǎng)格現(xiàn)警告提示，可以通過(guò)下面的方法改變網(wǎng)格:v采用新的指定重新劃分網(wǎng)格采用新的指定重新劃分網(wǎng)格直接重劃分直接重劃分使用使用Accept/reject提示提示清除網(wǎng)格，然后再重新劃分清除網(wǎng)格，然后再重新劃分v局部細(xì)劃局部細(xì)劃11.8.1 形狀檢查形狀檢查v在存儲(chǔ)每個(gè)單元之前，程序?qū)?huì)執(zhí)行此檢查在存儲(chǔ)每個(gè)單元之前，程序?qū)?huì)執(zhí)行此檢查(即在即在單元生成期間單元生成期間

46、)v在網(wǎng)格劃分結(jié)束時(shí)，形狀檢查摘要顯示在網(wǎng)格劃分結(jié)束時(shí)，形狀檢查摘要顯示v可以控制形狀檢查選項(xiàng)：可以控制形狀檢查選項(xiàng)：將形狀檢查設(shè)置為將形狀檢查設(shè)置為ON/OFF將單個(gè)形狀測(cè)試設(shè)置為將單個(gè)形狀測(cè)試設(shè)置為ON/OFF改變形狀參數(shù)的限制改變形狀參數(shù)的限制11.8.1 形狀檢查形狀檢查(續(xù)續(xù))vANSYS執(zhí)行單元形狀檢查執(zhí)行單元形狀檢查(長(zhǎng)寬比、尖角、錐角等長(zhǎng)寬比、尖角、錐角等)，并在單元?jiǎng)澐殖霈F(xiàn)形狀較差單元會(huì)自動(dòng)出現(xiàn)警告信并在單元?jiǎng)澐殖霈F(xiàn)形狀較差單元會(huì)自動(dòng)出現(xiàn)警告信息。但是，對(duì)于單元形狀的評(píng)價(jià)沒(méi)有通用和絕對(duì)的息。但是，對(duì)于單元形狀的評(píng)價(jià)沒(méi)有通用和絕對(duì)的標(biāo)準(zhǔn)，在一個(gè)分析中單元的形狀不好，在其它的分標(biāo)

47、準(zhǔn)，在一個(gè)分析中單元的形狀不好，在其它的分析中可能完全被接受。因此，可以認(rèn)為析中可能完全被接受。因此，可以認(rèn)為ANSYS單元單元形狀檢查帶有一定的隨意性。形狀檢查帶有一定的隨意性。v如果單元?jiǎng)澐趾蟪霈F(xiàn)有關(guān)單元形狀檢查的警告未必如果單元?jiǎng)澐趾蟪霈F(xiàn)有關(guān)單元形狀檢查的警告未必預(yù)言整個(gè)分析結(jié)果不理想；相反，沒(méi)有出現(xiàn)警告信預(yù)言整個(gè)分析結(jié)果不理想；相反，沒(méi)有出現(xiàn)警告信息未必能保證獲得理想的分析結(jié)果。在有限元分析息未必能保證獲得理想的分析結(jié)果。在有限元分析的過(guò)程中，掌握單元形狀是使用者的責(zé)任，在此，的過(guò)程中，掌握單元形狀是使用者的責(zé)任，在此，我們的建議是嘗試使用不同的網(wǎng)格，并對(duì)其結(jié)果進(jìn)我們的建議是嘗試使用不

48、同的網(wǎng)格，并對(duì)其結(jié)果進(jìn)行比較和評(píng)價(jià)。行比較和評(píng)價(jià)。11.8.2 給模型重新劃分網(wǎng)格給模型重新劃分網(wǎng)格我們可以通過(guò)重新設(shè)置單元尺寸控制和初始化網(wǎng)格我們可以通過(guò)重新設(shè)置單元尺寸控制和初始化網(wǎng)格劃分操作來(lái)給一個(gè)已經(jīng)劃分網(wǎng)格的模型重新劃分網(wǎng)劃分操作來(lái)給一個(gè)已經(jīng)劃分網(wǎng)格的模型重新劃分網(wǎng)格 。 這 是 改 變 網(wǎng) 格 最 簡(jiǎn) 單 的 操 作 。 不 需 要格 。 這 是 改 變 網(wǎng) 格 最 簡(jiǎn) 單 的 操 作 。 不 需 要Accept/reject提示，在重新劃分網(wǎng)格之前不需要清提示，在重新劃分網(wǎng)格之前不需要清除已有的網(wǎng)格。除已有的網(wǎng)格。注意：除了直接在線上的指定之外此特征允許你改注意：除了直接在線上的

49、指定之外此特征允許你改任何其它的尺寸指定，也就是說(shuō)，此特征只在對(duì)面任何其它的尺寸指定，也就是說(shuō)，此特征只在對(duì)面或體劃分網(wǎng)格時(shí)有效。或體劃分網(wǎng)格時(shí)有效。11.8.3 網(wǎng)格的網(wǎng)格的Accept/reject提示提示1.單擊方框，將設(shè)置改為單擊方框，將設(shè)置改為Yes2.單擊單擊OK，則，則在完成網(wǎng)格劃在完成網(wǎng)格劃分后，程序會(huì)分后，程序會(huì)提示你接受或提示你接受或者拒絕此網(wǎng)格者拒絕此網(wǎng)格11.8.4 對(duì)網(wǎng)格進(jìn)行局部細(xì)劃對(duì)網(wǎng)格進(jìn)行局部細(xì)劃ANSYS網(wǎng)格細(xì)劃功能允許在現(xiàn)有的網(wǎng)網(wǎng)格細(xì)劃功能允許在現(xiàn)有的網(wǎng)格上，對(duì)單元尺寸進(jìn)行局部細(xì)劃，而不格上，對(duì)單元尺寸進(jìn)行局部細(xì)劃，而不需要清除現(xiàn)存的網(wǎng)格。需要清除現(xiàn)存的網(wǎng)格。

50、v對(duì)所有的面單元和四面體體單元有效對(duì)所有的面單元和四面體體單元有效v在某些特定的結(jié)點(diǎn)、單元、關(guān)鍵點(diǎn)或在某些特定的結(jié)點(diǎn)、單元、關(guān)鍵點(diǎn)或線周?chē)M(jìn)行局部網(wǎng)格細(xì)劃：線周?chē)M(jìn)行局部網(wǎng)格細(xì)劃：2.單擊單擊Refine1.選擇細(xì)劃位置類(lèi)型選擇細(xì)劃位置類(lèi)型(即拾取的即拾取的結(jié)點(diǎn)、單元、關(guān)鍵點(diǎn)、線、面結(jié)點(diǎn)、單元、關(guān)鍵點(diǎn)、線、面周?chē)蛩械膯卧现車(chē)蛩械膯卧?11.8.4 對(duì)網(wǎng)格進(jìn)行局部細(xì)劃對(duì)網(wǎng)格進(jìn)行局部細(xì)劃(續(xù)續(xù))3.拾取細(xì)劃位置，然后在拾取菜單上單擊拾取細(xì)劃位置，然后在拾取菜單上單擊OK4. 選擇細(xì)劃級(jí)別：從選擇細(xì)劃級(jí)別：從1-5為從最小到最大為從最小到最大5. 如果想調(diào)整細(xì)劃深度或控制其它的細(xì)劃選項(xiàng)，

51、則選如果想調(diào)整細(xì)劃深度或控制其它的細(xì)劃選項(xiàng)，則選擇擇Yes6. 單擊單擊OK11.8.4 對(duì)網(wǎng)格進(jìn)行局部細(xì)劃對(duì)網(wǎng)格進(jìn)行局部細(xì)劃(續(xù)續(xù))四邊形網(wǎng)格細(xì)劃四邊形網(wǎng)格細(xì)劃局部放大效果局部放大效果(沒(méi)有三角形沒(méi)有三角形)11.8.4 對(duì)網(wǎng)格進(jìn)行局部細(xì)劃對(duì)網(wǎng)格進(jìn)行局部細(xì)劃(續(xù)續(xù))原始網(wǎng)格原始網(wǎng)格期望細(xì)劃的區(qū)域期望細(xì)劃的區(qū)域11.8.4 對(duì)網(wǎng)格進(jìn)行局部細(xì)劃對(duì)網(wǎng)格進(jìn)行局部細(xì)劃(續(xù)續(xù))11.8.5 清除網(wǎng)格清除網(wǎng)格清除網(wǎng)格，意味刪除節(jié)點(diǎn)和單元。要清除網(wǎng)格，清除網(wǎng)格，意味刪除節(jié)點(diǎn)和單元。要清除網(wǎng)格，必須知道節(jié)點(diǎn)和單元與圖元的層次關(guān)系。必須知道節(jié)點(diǎn)和單元與圖元的層次關(guān)系。KeypointsLinesAreasVol

52、umesIll try tochangethis lineagainLinesKeypointsAreasVolumesOh No!Its worsethan beforeNodesElementsElementsNodes1.打開(kāi)打開(kāi)MeshTool2.選擇選擇Clear3.出現(xiàn)拾取框后，在圖形出現(xiàn)拾取框后，在圖形窗口中拾取要清除的圖元窗口中拾取要清除的圖元4.選擇選擇 OK 或或 Apply執(zhí)行執(zhí)行11.8.5 清除網(wǎng)格清除網(wǎng)格(續(xù)續(xù))11.8.5 清除網(wǎng)格清除網(wǎng)格(續(xù)續(xù)) 要修正一個(gè)已經(jīng)劃分要修正一個(gè)已經(jīng)劃分了網(wǎng)格的模型了網(wǎng)格的模型:1.清除清除 要修正的模型的要修正的模型的節(jié)點(diǎn)和單元節(jié)

53、點(diǎn)和單元2.刪除刪除 實(shí)體模型圖元實(shí)體模型圖元(由由高階到低階高階到低階)3.創(chuàng)建創(chuàng)建 新的實(shí)體模型，新的實(shí)體模型，代替舊模型代替舊模型4.對(duì)新的實(shí)體模型對(duì)新的實(shí)體模型劃分劃分網(wǎng)格網(wǎng)格(a) Original meshed model (b) Mesh cleared (c) Solid model modified(d) Revised remeshed model11.9 網(wǎng)格拖拉網(wǎng)格拖拉v當(dāng)把一個(gè)面當(dāng)把一個(gè)面拖拉拖拉成一個(gè)體時(shí)成一個(gè)體時(shí), 您可以將面上的網(wǎng)格隨您可以將面上的網(wǎng)格隨同它一起拖拉同它一起拖拉, 得到一個(gè)已網(wǎng)格化的體。這稱(chēng)為得到一個(gè)已網(wǎng)格化的體。這稱(chēng)為 網(wǎng)網(wǎng)格拖拉格拖拉v優(yōu)點(diǎn)：

54、易于生成帶有塊體單元優(yōu)點(diǎn)：易于生成帶有塊體單元(六面體六面體)或塊體單元或塊體單元和棱柱體單元組合的體網(wǎng)格和棱柱體單元組合的體網(wǎng)格v必要條件：體的形狀必須允許它拖拉必要條件：體的形狀必須允許它拖拉在進(jìn)行網(wǎng)格劃分前，有時(shí)不必改變單元類(lèi)型在進(jìn)行網(wǎng)格劃分前，有時(shí)不必改變單元類(lèi)型(例如將例如將2D單元類(lèi)型轉(zhuǎn)換到單元類(lèi)型轉(zhuǎn)換到3D單元類(lèi)型單元類(lèi)型)適用于任何網(wǎng)格劃分，網(wǎng)格拖拉和網(wǎng)格掃掠操作適用于任何網(wǎng)格劃分，網(wǎng)格拖拉和網(wǎng)格掃掠操作必須定義且僅定義一個(gè)維數(shù)正確的單元類(lèi)型必須定義且僅定義一個(gè)維數(shù)正確的單元類(lèi)型此命令是以維數(shù)為基礎(chǔ)，而不是以自由度為基礎(chǔ)此命令是以維數(shù)為基礎(chǔ)，而不是以自由度為基礎(chǔ)11.9.1 面

55、單元拖拉生成體單元面單元拖拉生成體單元1.定義適當(dāng)?shù)亩x適當(dāng)?shù)?-D單元單元類(lèi)型類(lèi)型2.將所有將要拖拉操將所有將要拖拉操作的面劃分單元作的面劃分單元3.定義適當(dāng)?shù)亩x適當(dāng)?shù)?-D單元單元類(lèi)型類(lèi)型4.設(shè)置設(shè)置3-D單元屬性單元屬性5.設(shè)置沿拖拉方向生設(shè)置沿拖拉方向生成的單元數(shù)成的單元數(shù)11.9.1 面單元拖拉生成體單元面單元拖拉生成體單元(續(xù)續(xù))6.進(jìn)行面的拖拉操作進(jìn)行面的拖拉操作7.刪除或不選擇刪除或不選擇2-D單元單元11.9.2 非求解單元非求解單元u定義：定義：MESH200是一是一種種 僅劃分網(wǎng)格僅劃分網(wǎng)格 (不求解不求解) 的單元，沒(méi)有與之相關(guān)的單元，沒(méi)有與之相關(guān)的自由度或材料特性的

56、自由度或材料特性u(píng)應(yīng)用：應(yīng)用于網(wǎng)格拖拉應(yīng)用：應(yīng)用于網(wǎng)格拖拉技術(shù)中技術(shù)中 (在劃分平面網(wǎng)在劃分平面網(wǎng)格前，選擇格前，選擇MESH200四邊形單元四邊形單元)11.9.3 非求解單元的應(yīng)用步驟非求解單元的應(yīng)用步驟1. 定義兩種單元類(lèi)型：一種面單元和一種體單元定義兩種單元類(lèi)型：一種面單元和一種體單元面單元：面單元：如如PLANE42體單元：體單元：應(yīng)與應(yīng)與MESH200單元類(lèi)型匹配。例如單元類(lèi)型匹配。例如, 若若您選擇的您選擇的MESH200單元有中間節(jié)點(diǎn)單元有中間節(jié)點(diǎn), 那么那么3-D實(shí)實(shí)體單元也應(yīng)有中間節(jié)點(diǎn)體單元也應(yīng)有中間節(jié)點(diǎn)ET命令或命令或Preprocessor Element Type A

57、dd/Edit/Delete11.9.3 非求解單元的應(yīng)用步驟非求解單元的應(yīng)用步驟(續(xù)續(xù))2. 用用MESH200單元?jiǎng)澐中柰侠拿鎲卧獎(jiǎng)澐中柰侠拿媸褂眯枰挠成鋭澐只蜃杂蓜澐志W(wǎng)格密度使用需要的映射劃分或自由劃分網(wǎng)格密度Preprocessor MeshTool11.9.3 非求解單元的應(yīng)用步驟非求解單元的應(yīng)用步驟(續(xù)續(xù))3. 選定單元拖拉選項(xiàng)選定單元拖拉選項(xiàng)典型的選項(xiàng)是典型的選項(xiàng)是:(1)激活激活TYPE屬性屬性(應(yīng)為應(yīng)為3D實(shí)體實(shí)體)(2)在拖拉方向單元的份數(shù)在拖拉方向單元的份數(shù)(即即,厚度方向的單元數(shù)厚度方向的單元數(shù))。必須大于零必須大于零；否則，僅拖拉面，而不拖拉網(wǎng)格；否則，僅拖拉面

58、，而不拖拉網(wǎng)格11.9.3 非求解單元的應(yīng)用步驟非求解單元的應(yīng)用步驟(續(xù)續(xù))4. 拖拉面拖拉面若有連接線，先刪除它。如果存在連接，若有連接線，先刪除它。如果存在連接，ANSYS 將不允許進(jìn)行拖拉操作將不允許進(jìn)行拖拉操作然后利用任一種拖拉方法拖拉面然后利用任一種拖拉方法拖拉面11.10 掃掠網(wǎng)格劃分掃掠網(wǎng)格劃分v掃掠劃分掃掠劃分 是另一種為體劃分網(wǎng)格的選擇。它是一個(gè)是另一種為體劃分網(wǎng)格的選擇。它是一個(gè)通過(guò)掃掠面上的網(wǎng)格從而為一個(gè)通過(guò)掃掠面上的網(wǎng)格從而為一個(gè)已有的已有的體劃分網(wǎng)格體劃分網(wǎng)格的過(guò)程的過(guò)程v與網(wǎng)格拖拉相似，只是在這一情況下體必須是存在與網(wǎng)格拖拉相似，只是在這一情況下體必須是存在的的 (

59、如通過(guò)幾何體的輸入如通過(guò)幾何體的輸入)、源面上不需要、源面上不需要2D網(wǎng)格網(wǎng)格11.10.1 掃掠網(wǎng)格劃分的特點(diǎn)掃掠網(wǎng)格劃分的特點(diǎn)v優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn):易于生成帶有塊體單元易于生成帶有塊體單元(六面體六面體)或塊體單元和棱柱體單元組合的或塊體單元和棱柱體單元組合的體網(wǎng)格體網(wǎng)格對(duì)體進(jìn)行四面體網(wǎng)格劃分時(shí)，選對(duì)體進(jìn)行四面體網(wǎng)格劃分時(shí)，選項(xiàng)設(shè)置是項(xiàng)設(shè)置是 “不可掃掠的不可掃掠的”。自動(dòng)。自動(dòng)生成過(guò)渡金字塔網(wǎng)格生成過(guò)渡金字塔網(wǎng)格v必要條件必要條件:體在掃掠方向的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)必須一體在掃掠方向的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)必須一致。例如致。例如: 穿孔的塊體穿孔的塊體 (即使孔洞即使孔洞是錐體是錐體)源源 面和面和目標(biāo)目標(biāo) 面面 必須是必

60、須是單個(gè)單個(gè)面，面，而不允許是連接面而不允許是連接面源面(1 個(gè)面)目標(biāo)面(1 個(gè)面)掃掠劃分有掃掠劃分有效效不能做掃掠劃分不能做掃掠劃分11.10.2 掃掠網(wǎng)格劃分的步驟掃掠網(wǎng)格劃分的步驟v定義并激活一個(gè)定義并激活一個(gè)3-D六面體六面體實(shí)體單元類(lèi)型，如結(jié)實(shí)體單元類(lèi)型，如結(jié)構(gòu)單元構(gòu)單元 SOLID45 或或 SOLID95v進(jìn)入進(jìn)入MeshTool選擇選擇Hex/Wedge和和 Sweepv選擇如何識(shí)別源面和目標(biāo)面：選擇如何識(shí)別源面和目標(biāo)面：“Auto Source/Target”選項(xiàng)意味著選項(xiàng)意味著ANSYS會(huì)根據(jù)會(huì)根據(jù)體的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)自動(dòng)選擇它們體的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)自動(dòng)選擇它們“Pick Source