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文檔簡介
WorkbenchMesh網(wǎng)格區(qū)分分析步驟網(wǎng)格區(qū)分工具平臺就是為ANSYS軟件的不相同物理場和求解器供給相應(yīng)的網(wǎng)格文件,Workbench中集成了好多網(wǎng)格區(qū)分軟件/應(yīng)用程序,有ICEMCFD,TGrid,CFX,GAMBIT,ANSYSPrep/Post等。網(wǎng)格文件有兩類:①有限元分析(FEM)的結(jié)構(gòu)網(wǎng)格:結(jié)構(gòu)動力學(xué)分析,電磁場仿真,顯示動力學(xué)分析(AUTODYN,ANSYSLSDYNA);②計算流體力學(xué)(CFD分析)分析的網(wǎng)格:用于ANSYSCFX,ANSYSFLUENT,Polyflow;這兩類網(wǎng)格的詳細要求以下:(1)結(jié)構(gòu)網(wǎng)格:①細化網(wǎng)格來捕獲關(guān)懷部位的梯度,比方溫度、應(yīng)變能、應(yīng)力能、位移等;②大多數(shù)可區(qū)分為四周體網(wǎng)格,但六面體單元仍舊是首選;③有些顯示有限元求解器需要六面體網(wǎng)格;④結(jié)構(gòu)網(wǎng)格的四周體單元平常是二階的(單元邊上包含中節(jié)點);2)CFD網(wǎng)格:①細化網(wǎng)格來捕獲關(guān)懷的梯度,比方速度、壓力、溫度等;②因為是流體分析,網(wǎng)格的質(zhì)量和圓滑度對結(jié)果的精準(zhǔn)度至關(guān)重要,這致使較大的網(wǎng)格數(shù)目,常常數(shù)百萬的單元;③大多數(shù)可區(qū)分為四周體網(wǎng)格,但六面體單元仍舊是首選,流體分析中,相同的求解精度,六面體節(jié)點數(shù)少于四周體網(wǎng)格的一半。④CFD網(wǎng)格的四周體單元平常是一階的(單元邊上不包含中節(jié)點)一般而言,針對不相同分析種類有不相同的網(wǎng)格區(qū)分要求:①結(jié)構(gòu)分析:使用高階單元區(qū)分較為粗拙的網(wǎng)格;②CFD:好的,圓滑過渡的網(wǎng)格,界限層轉(zhuǎn)變(不相同CFD求解器也有不相同的要求);③顯示動力學(xué)分析:需要均勻尺寸的網(wǎng)格;物理選項實體單元默關(guān)系中心缺圓滑度過渡認中結(jié)點省值MechanicalKeptCoarseMediumFastCFDDroppedCoarseMediumSlowElectromagneticKeptMediumMediumFastExplicitDroppedCoarseFineSlow注:上邊的幾項分別對應(yīng)Advanced中的ElementMidsideNodes,以及Sizeing中的RelevanceCenter,Smoothing,Transition。網(wǎng)格區(qū)分的目的是對CFD(流體)和FEM(結(jié)構(gòu))模型實現(xiàn)失散化,把求解域分解成可獲取精準(zhǔn)解的合適數(shù)目的單元。用戶需要衡量計算成本和網(wǎng)格區(qū)分份數(shù)之間的矛盾。精美的網(wǎng)格能夠使結(jié)果更精準(zhǔn),但是會增添CPU計算時間和需要更大的儲蓄空間,特別是有些不用要的細節(jié)會大大增添分析需求。而有些地方,如復(fù)雜應(yīng)力梯度地區(qū),這些地區(qū)需要高密度的網(wǎng)格,以以以下圖所示。一般而言,我們需要特別留神幾何體中物理量變化特別大的地區(qū),這些地方的網(wǎng)格需要區(qū)分得精美一些!在理想狀況下,用戶需要的網(wǎng)格密度是結(jié)果不再隨網(wǎng)格的加密而改變的密度(比方,當(dāng)網(wǎng)格細化后解沒有什么改變),收斂控制能夠達到這樣的目的。注意:細化網(wǎng)格不可以夠填補模型不正確的假定和輸入惹起的錯誤。網(wǎng)格區(qū)分的利害對后邊的求解有十分重要的影響,上圖例子列舉了一個集流管固體鑄件中不收斂的熱場。很顯然低質(zhì)單元地區(qū)的分析不可以能獲取切合實質(zhì)的數(shù)據(jù)場。下邊是幾種典型網(wǎng)格的形狀表示圖,此中“四周體網(wǎng)格”和“六面體網(wǎng)格”是主要種類:1)四周體網(wǎng)格:①能夠快速地、自動地生成,并合適于復(fù)雜幾何。如采納網(wǎng)格區(qū)分方法中的Automatic,對于一般幾何體外形不那么規(guī)整,難以被Sweep,所以很難生成六面體網(wǎng)格,這時采納Automatic方法能快速生成四周體網(wǎng)格;②有等向細化特色,如為捕獲一個方向的梯度,網(wǎng)格將在全部的三個方向細化,這會致使網(wǎng)格數(shù)目快速上漲;③界限層有助于面法向網(wǎng)格的細化,但2-D中還是等向的(表面網(wǎng)格)。(2)六面體網(wǎng)格:①大多CFD程序中,使用六面體網(wǎng)格能夠使用較少的單元數(shù)目來進行求解求解。如流體分析中,相同的求解精度,六面體節(jié)點數(shù)少于四周體網(wǎng)格的一半。②對隨意幾何體,因為其外形平常不是很規(guī)整,難以被Sweep,所以要想獲取高質(zhì)高效的六面體網(wǎng)格,需要好多步驟。如在ICEMCFD中區(qū)分六面體網(wǎng)格就比較費時,需要對幾何體進行切割,以以以下圖所示:但對好多簡單幾何,用Sweep方法是生成六面體網(wǎng)格的一種簡單方式,詳細能夠采納的區(qū)分方法是Sweep和Multizone。注意點1:多體零件“接觸面”的網(wǎng)格般配的問題:在Ansys中,有時常常需要分析比較復(fù)雜的裝置體,在DesignModeler中能夠?qū)⒛承┝慵葮?gòu)成一個多體零件(Multi-BodyPart,實體-Body,零件-Part),即一個Part下邊含有多個Body,一旦形成多體零件后,以前互相獨立的這些Bodies在后邊的設(shè)計仿真中就能拓撲共享,在Mesh中就表現(xiàn)為它們接觸面上的網(wǎng)格是互相般配的,不像它們互相獨立刻區(qū)分網(wǎng)格是互相間沒有任何關(guān)系。這個功能是DM的亮點,差別于其余CAD繪圖軟件。但我們一般繪圖是在其余
CAD
軟件中達成,不再
DM
中。那假如是在Solidworks
中先畫了一個單調(diào)幾何體,以以以下圖中的一個
T型零件(命名為
T臺),此后將其用“切割”命令區(qū)分紅兩部分,今后導(dǎo)入
Workbench中,在DesignModeler中我們看到其被構(gòu)成了一個多體零件,
1Parts,2Bodies:Mesh中我們知道,對于一個多體零件其區(qū)分網(wǎng)格時有以下特色:①每一個實體-Body,都獨立區(qū)分網(wǎng)格,但在實體間的關(guān)系仍舊被保存;②實體間結(jié)點能夠共享,意味著兩個實體間的接觸區(qū)網(wǎng)格是連續(xù)的。其網(wǎng)格效果就將這些不相同的Bodies用布爾操作變?yōu)橐粋€Body后區(qū)分網(wǎng)格相同,但實際上它們是無接觸的,即沒有成為單個Body,不相同Bodies間仍舊互相獨立;③一個多體零件體能夠由不相同的資料構(gòu)成;但是我們實質(zhì)大將上圖所示的零件直接導(dǎo)入Mesh中區(qū)分網(wǎng)格今后的結(jié)果以以以下圖所示:發(fā)現(xiàn)兩部分實體之間的網(wǎng)格其實不連續(xù),這也就是說實質(zhì)上它們并無形成一個多體零件,而是兩個實體(Body)都各自獨自地區(qū)分網(wǎng)格,它們在接觸處的結(jié)點地點也不相同,不共享。為何?我們需要在DM中將該幾何體從頭構(gòu)成一次多體零件,以以以下圖所示,在DM中先將幾何體ExplodePart,每個Body都獨立,變?yōu)?Parts,2Bodies:此后再一次FromNewPart,從頭變?yōu)橐粋€多體零件,1Pat,2Bodies:今后再在Mesh中區(qū)分網(wǎng)格,會發(fā)現(xiàn)兩個Bodies間的網(wǎng)格般配了:造成這個的原由可能使Solidworks中的多體零件和DM中的多體零件不匹配,必然要在DM中從頭進行一次多體零件的構(gòu)成操作!假如是在DM中直接畫幾何體,不會出現(xiàn)該問題。那假如我在SW中畫的是一個裝置體,不像上邊例子是先畫一個單體,此后再“切割”,這會怎么樣?以以以下圖所示,是將一個SW中畫好的裝置體直接導(dǎo)入DM中后的結(jié)果,我們能發(fā)現(xiàn)其10個Bodies之間都是互相獨立的,并沒構(gòu)成多體零件(10Parts,10Bodies):我們將該裝置體直接區(qū)分網(wǎng)格,因為每一個Bodies都是獨立的,所以這些不相同Bodies之間的網(wǎng)格也沒有般配:此刻在DM中將其構(gòu)成一個多體零件(1Part,10Bodies):構(gòu)成多體零件后我們采納了此中top-cover,down-base,bolt-1幾三個零零件畫網(wǎng)格,結(jié)果以以以下圖所示:發(fā)現(xiàn)它們之間的網(wǎng)格都般配,不再是獨自區(qū)分網(wǎng)格了。注意點2:多體零件采納不相同的網(wǎng)格區(qū)分方法注意點1中講了多體零件接觸面之間的網(wǎng)格區(qū)分,上邊是針對一個多體零件全局網(wǎng)格區(qū)分的狀況,那假如我一個多體零件不相同Bodies想采納不相同的網(wǎng)格區(qū)分方法,該怎么辦理?WorkbenchMesh網(wǎng)格區(qū)分應(yīng)用程序可運用“切割”的思想,即幾何體的各個零件能夠使用不相同的網(wǎng)格區(qū)分方法(如Sweep,Multizone等)。不相同零件的體的網(wǎng)格能夠不般配或不一致,單個零件的體的網(wǎng)格般配一致。那多體零件的網(wǎng)格該怎么操作才能使每一個Solid(在DM中對應(yīng)Body)都有不相同的網(wǎng)格區(qū)分方法?看下邊三通管的例子:既然要選擇不相同的網(wǎng)格區(qū)分方法,Mesh-Insert-Method-采納某一小零件,以以以下圖中我們選擇的小零件為Solid3,其顏色已變?yōu)樗{色:這時我們點擊工具欄最上方的GenerateMesh:但卻發(fā)現(xiàn)固然上邊我們但是選擇了Solid3這一小零件,但劃出來的結(jié)果倒是把其余的零件也一同區(qū)分了網(wǎng)格,即相當(dāng)于整個裝置體一同區(qū)分了,以以以下圖所示:這時候能夠注意到一點,Solid1~Fluid這5個零件前面都變?yōu)榱司G色小勾上加一橫線,這說明這5個零件都已經(jīng)達成了網(wǎng)格區(qū)分,其所用的方法就是以前為Solid3設(shè)定的AutomaticMethod。那怎么樣才能防范這類狀況?重點在于我們在選擇了Solid3今后,不要去點擊工具欄最上方的GenerateMesh,那個按鈕是針對全局網(wǎng)格區(qū)分的,我們只要要在Solid3右鍵-GenerateMesh即可,這時區(qū)分的網(wǎng)格就是針對Solid3:Solid3網(wǎng)格區(qū)分獲取的結(jié)果:這時我們發(fā)現(xiàn),只有Solid3前面綠色勾加了一橫,其余都正常,這說明只Solid3被區(qū)分了網(wǎng)格。注意,這時Mesh旁邊有一個黃色閃電標(biāo)記,此時假如點擊工具欄上的GenerateMesh或許是在Mesh上右鍵-GenerateMesh,則節(jié)余的4個零件都會以AutomaticMethod方法被生成網(wǎng)格:其實不用管這個黃色標(biāo)記,等我們給這5個零件分別區(qū)分好網(wǎng)格今后其自動回消逝。以以以下圖是我們給Solid1~4依據(jù)上邊的方法獨自區(qū)分了網(wǎng)格,這時還剩下Fluid沒有區(qū)分,此時黃色標(biāo)記還存在:等到Fluid也區(qū)分好今后,黃色標(biāo)記自動消逝,并且零件前面的綠色小勾也都加上了一橫:注意:假如我們在區(qū)分網(wǎng)格時有時需要給幾個零件一同區(qū)分,以以以下圖中一次選中了Solid1~Solid3三個零件:這時我們必然要在上邊同時選中Solid1~3,再右鍵-GenerateMesh,假如但是采納了它們中的一個,則區(qū)分出來的網(wǎng)格但是對應(yīng)那個零件的:三個零件一齊區(qū)分網(wǎng)格:除了上邊講的方法,特色控制也能夠用來獨自區(qū)分網(wǎng)格:對其余零件進行特色控制Suppress。以以以下圖所示:我們將其余臨時不用區(qū)分網(wǎng)格的零件進行控制,在需要區(qū)分網(wǎng)格的零件上面右鍵-SuppressAllOthereBodies,此后右邊只節(jié)余需要的零零件。這時再Mesh-Insert-Method-采納零件,我們用Hex-Dominant區(qū)分網(wǎng)格。區(qū)分完今后再消除控制,可獲取整個裝置體只有剛才零件區(qū)分了網(wǎng)格:需要對第二個零件進行獨自網(wǎng)格區(qū)分時,找到對應(yīng)的零件也相同履行,區(qū)分完今后消除控制,此后獲取以下所示結(jié)果??芍挥羞x中的兩個零件被區(qū)分了網(wǎng)格:1、第一是輸入幾何體,此后點擊樹形窗口中的mesh今后,主要設(shè)置一下幾大塊內(nèi)容:2、Defaults設(shè)置確立物理場,一共對應(yīng)四種,Mechanical-結(jié)構(gòu)場,Electromagnetics-電磁場,CFD-流場,Explicit-顯示動力學(xué)。Relevance-指網(wǎng)格有關(guān)度,數(shù)值從-100~+100,代表網(wǎng)格由疏到密,不相同的值對應(yīng)不相同的網(wǎng)格數(shù)和節(jié)點數(shù):3、Sizing(網(wǎng)格尺寸函數(shù))設(shè)置Sizing設(shè)置中,對于不相同的物理場選擇會稍有不相同,但基本一致,以以下圖以Mechanical為例。(1)UseAdvancedSizeFunction高-級尺寸函數(shù),主要用于控制曲線/曲面在曲率較大地方的網(wǎng)格,其有以下幾種設(shè)置:off,先從邊開始區(qū)分網(wǎng)格,在在曲率比較大的地方細化邊網(wǎng)格,接下來再產(chǎn)生面網(wǎng)格,最后體網(wǎng)格。②Curvature,由曲率法確立(細化)邊和曲面處的網(wǎng)格大小。在有曲率變化的地方,網(wǎng)格會做的比較美麗,會自動地加密。以以以下圖所示:Proximity,這將對網(wǎng)格區(qū)分算法增添更好的辦理周邊部位的網(wǎng)格,即控制模型周邊區(qū)網(wǎng)格的生成,主要合用于窄/薄處的網(wǎng)格生成。對于狹長/修長的幾何體,網(wǎng)格會做的比較好,但是對于曲面則不好辦理,會做的失敗。④ProximityandCurvature,②和③狀況的綜合,合用于比較復(fù)雜的幾何體。以以以下圖所示:Fixed,只以設(shè)定的大小區(qū)分網(wǎng)格,不會依據(jù)曲率大小自動細化網(wǎng)格。2)RelevanceCenter,關(guān)系中心代表網(wǎng)格的“粗拙,中等,細化”三種模式。其會和上邊的Relevance-網(wǎng)格有關(guān)度(-100~+100)一同對網(wǎng)格產(chǎn)生影響,以以以下圖所示:3)ElementSize,全局單元尺寸ElementSize設(shè)置用于整個模型使用的單元尺寸。這個尺寸將應(yīng)用到全部的邊、面、體的區(qū)分。當(dāng)上邊高級尺寸功能(UseAdvancedSizeFunction)使用的時候這個選項不會出現(xiàn)。其缺省值(默認值)鑒于Relevance和InitialSizeSeed,也能夠手動可輸入想要的值。4)InitialSizeSeed,初始尺寸種子用于控制每一零件的初始網(wǎng)格種子,對于已定義單元尺寸則被忽視。好像上所示三種模式:①ActiveAssembly,鑒于這個設(shè)置,初始種子放入未控制零件,網(wǎng)格可改變;FullAssembly,鑒于這個設(shè)置,初始種子放入全部裝置零件,不論控制零件的數(shù)目。因為控制零件網(wǎng)格不改變。③Part,鑒于這個設(shè)置,初始種子在網(wǎng)格區(qū)分時放入個別特別零件。因為控制零件網(wǎng)格不改變。5)Smoothing以及Transition,圓滑和過渡Smoothing圓滑網(wǎng)格,經(jīng)過挪動四周節(jié)點和單元的節(jié)點地點來改良網(wǎng)格質(zhì)量,圓滑有助于獲取更為均勻尺寸的網(wǎng)格。以下選項和“網(wǎng)格區(qū)分器開始圓滑的門檻尺度”一同控制圓滑迭代次數(shù),設(shè)置判據(jù)以下:中等(Mechanical,CFD,Electromagnetics),高(Explicit)。Transition過渡,用于過渡控制周邊單元增添比,設(shè)置判據(jù):遲緩(CFD,Explicit),快速(Mechanical,Electromagnetics)。6)SpanAngelCenter,跨度中心角SpanAngleCenter設(shè)定鑒于邊的細化的曲度目標(biāo),網(wǎng)格在曲折地區(qū)細分,直到獨自單元超越這個角。有以下幾種選擇:粗拙:91°60°;中等:75°~24°;細化:36°~12°。4、Inflation(膨脹)設(shè)置一般而言,這里的Inflation我們不會去用它,所以UseAutomaticInflation設(shè)置為None,即初始網(wǎng)格無膨脹。等到我們在確立局部網(wǎng)格設(shè)置時,假如對幾何體界限處的物理條件感興趣,能夠利用Mesh-Insert-Inflation來設(shè)置詳細的膨脹。5、確立局部網(wǎng)格設(shè)置注意,上邊介紹的Defaults,Sizing,Inflation三項設(shè)置是針對mesh全局的,對整個幾何體都起作用。對于簡單的幾何體,或許對于網(wǎng)格要求不高的情況,設(shè)置好前三項就能夠了,后邊的幾項能夠先不用管。能夠等網(wǎng)格區(qū)分完今后在進行局部網(wǎng)格設(shè)定。但是實質(zhì)上我們常常要對幾何體進行局部優(yōu)化,這時就需要進行“局部網(wǎng)絡(luò)設(shè)置”。也就是說,mesh的整體思路是“先進行整體和局部網(wǎng)格控制,此后對被選的邊、面進行網(wǎng)格細化”。以以以下圖中左邊致密網(wǎng)格就是由后期局部優(yōu)化獲取的:詳細操作為:Mesh-Insert,以以以下圖所示:并且在Mesh的基礎(chǔ)上每插入一項,都會在樹形窗口下邊跳出對應(yīng)的局部網(wǎng)格設(shè)置項,以及每一項對應(yīng)的參數(shù)設(shè)置窗口,以以以下圖所示:下邊列出了可用到的局部網(wǎng)格控制(可用性取決于使用的網(wǎng)格區(qū)分方法):尺寸-Sizing、接觸尺寸-ContactSizing、細化-Refinement、映射面區(qū)分-MappedFaceMeshing、般配控制-MatchControl、縮短-Pinch、膨脹-Inflation。(1)Method,設(shè)置網(wǎng)格區(qū)分方法Automatic-自動區(qū)分法,是在四周體和掃掠型網(wǎng)格之間切換,取決于被區(qū)分的幾何從整體上而言能否被掃掠,碰到不規(guī)則的地方(不可以夠被掃掠)程序就自動生成四周體,反之生成六面體。因為Automatic劃六面體是依據(jù)對“整個幾何體”而言能否被掃掠,要達到整個幾何體都能被掃的幾率是很低的,因為我們用來分析的幾何體常常沒有那么規(guī)整。由此也就帶來了一個問題,在用Automatic區(qū)分網(wǎng)格時,常常劃出來的都是四周體,以以以下圖所示:Tetrahedrons-四周體網(wǎng)格,在三維網(wǎng)格中,相對而言四周體網(wǎng)格區(qū)分是最簡單的。四周體網(wǎng)格的優(yōu)缺點以下:Workbench中四周體網(wǎng)格的生成主要鑒于兩種算法:TGRID算法和ICEMCFDTetra算法(Algorithm),這兩種算法分別對應(yīng)于下邊的
PathchConforming和PatchIndependent,兩種四周體算法都能夠用于
CFD的界限層鑒識。①PathConforming:默認考慮幾何面和體生成表面網(wǎng)格,會考慮小的邊和面,鑒于TGRIDTetra算法由表面網(wǎng)格生成體網(wǎng)格(表面網(wǎng)格→體網(wǎng)格)。此方法合用于多體零件,可混淆使用PatchConforming四周體和掃掠方法共同生成網(wǎng)格,可結(jié)合PinchControl功能有助于移除短邊,鑒于最小尺寸擁有內(nèi)在網(wǎng)格缺點。也正是因為PatchConforming方法會考慮到幾何體中比較小的邊和面,因此像以以下圖中這類包含太多不相同尺寸和形狀的面的幾何會使PatchConforming方法產(chǎn)生問題,這時可使用PatchIndependent方法的“虛假拓撲選項”解決這個問題。并且PatchIndependent方法自己也更合適于質(zhì)量差的幾何體。PatchIndependent:鑒于ICEMCFDTetra算法,先生成體網(wǎng)格并照耀到表面產(chǎn)生表面網(wǎng)格(體網(wǎng)格→表面網(wǎng)格)。假如沒有載荷或命名,就不考慮面和界限(極點和邊)。此法更為贊成質(zhì)量差的CAD幾何體,對CAD好多面的維修合用,如碎面、短邊、差的面參數(shù)等。假如面上沒有載荷或許命名,就不考慮面和邊,直接將網(wǎng)格跟其余面作一體劃。倘若有命名則要獨自區(qū)分該地區(qū)網(wǎng)格③Sweep-掃掠型網(wǎng)格,這類方法主假如產(chǎn)生六面體網(wǎng)格,或許棱柱型網(wǎng)格,但要注意被區(qū)分體必然是可掃掠的,即是規(guī)則幾何體:幾個重要的設(shè)置項目(源面,目標(biāo)面):Sweep設(shè)置中,上圖中的幾項表示掃掠“源面/目標(biāo)面”的選擇,以及網(wǎng)格種類。假如選擇ManualSource則下邊的Source(源面)需要手動選擇;假如設(shè)置成ManualSourceandTarget則源面和目標(biāo)面都需要手動選擇。當(dāng)創(chuàng)立六面體網(wǎng)格時,先區(qū)分“源面”再延長到“目標(biāo)面”,其余面叫做側(cè)面?!皰呗臃较颉被颉奥窂健庇蓚?cè)面定義,源面和目標(biāo)面間的單元層是由插值法而建立并投射到側(cè)面。當(dāng)掃掠幾何包含好多歪曲/曲折時,掃掠區(qū)分器會產(chǎn)生歪曲單元致使網(wǎng)格區(qū)分失敗。假如想知道幾何體哪些部位能被Sweep的話,能夠在樹形窗中的Mesh上點擊右鍵,Show,能夠看到幾何體SweepableBodies和MappableFaces即“可被掃掠”和“可被照耀”的部分(知足條件的部位會變?yōu)榫G色,假如沒有綠色則說明不可以夠夠),以以以下圖所示:一個可掃掠體需知足的條件是:①包含不圓滿閉合空間;②最罕有一個由邊或閉合表面連結(jié)的從“源面”到“目標(biāo)面”的路徑;③沒有硬性切割定義致使在源面和目標(biāo)面相應(yīng)邊上有不相同切割數(shù);固然我們經(jīng)過ShowSweepableBodies可能找不到可掃掠體的軸,即系統(tǒng)顯示沒有部位能夠被Sweep。但我們?nèi)耘f能夠手動設(shè)置來找到源面和目標(biāo)面,其余源面和目標(biāo)面不用是平面或平行面,也不用是等截面的。假如整個幾何體在上邊Show步驟今后顯示沒有部位能夠被Sweep,則我們在用Sweep方法區(qū)分網(wǎng)格時用系統(tǒng)ProgramControlled去設(shè)定源面和目標(biāo)面,則會出現(xiàn)錯誤:④Multizone-多地區(qū)掃掠型,主要用來區(qū)分六面體網(wǎng)格。其特色是有幾何體自動分解功能(切割功能),進而盡量使每一部分都能被掃掠,多生成六面體網(wǎng)格。以以以下圖,用掃掠方法,這個元件要被切成3個體來獲取純六面體網(wǎng)格:我們發(fā)現(xiàn),掃掠Sweep和多區(qū)Multizone方法的目標(biāo)均是生成六面體網(wǎng)格,對于有些幾何體而言這兩種方法都能夠使用,但這兩種方法之間也有好多不相同?!皰呗臃椒ā笔菃蝹€源面對單個目標(biāo)面的掃掠,很好地辦理掃掠方向多個側(cè)面,需要分解幾何致使每個掃掠路徑對應(yīng)一個體。“多區(qū)方法”是自由分解方法,多個源面對多個目標(biāo)面。一般知足以下條件時會使用多區(qū):①區(qū)分對于傳統(tǒng)掃掠方法來說太復(fù)雜的單體零件;②需考慮多個源面和目標(biāo)面(不可以夠使用VTs集成一個源面/目標(biāo)面);③封閉對源面和側(cè)面的膨脹;注意,使用多區(qū)時一般把Sizing下的AdvancedSizeFunction封閉。⑤HexDominant,六面體主導(dǎo)網(wǎng)格法。先在幾何體表面生成“四邊形主導(dǎo)”的面網(wǎng)格,此后再獲取六面體,再按需要填補棱錐和四周體單元。最后常常是在模型的外面生成六面體單元,里面四周體單元。以下邊所示的是用Automatic方法和HexDominant方法獲取的兩種網(wǎng)格,可見Automatic方法獲取的是四周體,而HexDominant以六面體為主:Automatic方法HexDominant方法HexDominant方法對于不可以掃掠的體,要獲取六面體網(wǎng)格時被介紹,在FEM分析合用。以以以下圖所示的幾何體,其屬于不可以夠夠被Sweepable,(怎么看能否被掃掠,見上邊“Sweep-掃掠型網(wǎng)格”部分內(nèi)容),因此不可以夠用Sweep方法區(qū)分網(wǎng)格,但是能用Hex-Dominant方法盡可能多獲取六面體網(wǎng)格:合用于:①對內(nèi)部容積大的體合用;②對體積和表面積比小的薄復(fù)雜體無用:對于CFD無界限層鑒識。(2)Sizing,用于設(shè)置局部單元的大小Sizing中的Type平常采納以下兩類:ElementSize:用于設(shè)置所選中的詳細某單元(體,面,邊,或極點)的均勻邊長。②SphereofInfluence:用球體來設(shè)置單元均勻大小的范圍,球體中心坐標(biāo)采納的是局部坐標(biāo)系,全部包含在球體內(nèi)的實體,其單元網(wǎng)格大小均依據(jù)設(shè)定的尺寸區(qū)分。為了描繪球所在地點,還對其余需要定義一個坐標(biāo)系。以以以下圖所示,球體部分的網(wǎng)格致密程度和其余地方很不相同:3)ContactSizing,用于接觸區(qū)的網(wǎng)格設(shè)置供給一種在零件間接觸面上產(chǎn)生“近似”尺寸單元的方式(網(wǎng)格的尺寸近似但不共形),在接觸面上產(chǎn)生大小一致的網(wǎng)格有利于分析。詳細設(shè)置種類有ElementSize或Relevance:(4)Refinement,用于網(wǎng)格局部單元細化要注意的是Refinement僅對“邊,面,極點有效”。其余,Refinement的標(biāo)準(zhǔn)范圍值是1~3,介紹使用1級別細化,這使單元界限區(qū)分為初始單元界限的一半,是生成粗網(wǎng)格后,網(wǎng)格細化的獲取更為密的網(wǎng)格的簡單方法。要注意:Refinement是打破本來的網(wǎng)格區(qū)分,但若有本來的網(wǎng)格不是一致的,細化后的網(wǎng)格也不是一致的。只管對單元的過渡進行圓滑辦理,但是細化后仍會有不圓滑的過渡。5)MappedFaceMeshing,照耀面網(wǎng)格區(qū)分特色是贊成在面上生成結(jié)構(gòu)網(wǎng)格,因為進行照耀網(wǎng)格區(qū)分能夠獲取“很一致的網(wǎng)格”,所以對計算有利。但假如因為某些原由不可以夠進行照耀面網(wǎng)格區(qū)分,網(wǎng)格區(qū)分仍將連續(xù),這時將在OutlineTree上出現(xiàn)標(biāo)記:對于一個面能不可以夠生成照耀面區(qū)分,我們能夠利用在樹形窗中的Mesh上點擊右鍵,Show,能夠看到幾何體MappableFaces,“可被照耀”的面,假如我們選擇的面不是可被照耀的,則就會出現(xiàn)如上所述的圖標(biāo)。以以以下圖就是對圓柱面內(nèi)側(cè)進行網(wǎng)格區(qū)分,能夠看到獲取了很一致的網(wǎng)格:6)MatchControl,面般配網(wǎng)格區(qū)分用于定義三維實體的周期面或許二維實體的周期邊,進而在“對稱面或許對稱邊”上區(qū)分出一致的網(wǎng)格。特別合用于旋起色械的旋轉(zhuǎn)對稱分析。(7)Pinch,用于網(wǎng)格的縮短控制Pinch能夠在區(qū)分網(wǎng)格時自動去除模型上的一些小特色,如邊、狹小區(qū)等,如可在CFD頂用來移除長邊,短邊和尖角。縮短只對極點和邊起作用,面和體不可以夠縮短。Mesh-右鍵-CreatePinchControls能夠讓程序自動找尋并去除幾何體上的一些小特色,以前要在Defeaturing(特色除掉)中設(shè)置好PinchTolerance(縮短容差),縮短容差要小于局部最小尺寸(MinimumEdgeLength)。以以以下圖所示,此時獲取的Pinch結(jié)果數(shù)一般比好多。假如想獨自對幾何體某個點或邊進行網(wǎng)格縮短,則Mesh-Insert–Pinch。以以下圖是履行完CreatePinchControls今后的網(wǎng)格圖比較,表面上沒什么差別,但實質(zhì)上除掉前Nodes-32061,Elements-16714;除掉后Nodes-30155,Elements-15718。以下網(wǎng)格方法支持縮短特色:PatchConforming四周體,薄實體掃掠,六面體控制區(qū)分,四邊形控制表面網(wǎng)格區(qū)分,全部三角形表面區(qū)分。(8)Inflation,膨脹層,用于界限層網(wǎng)格區(qū)分加密一些物理參數(shù)在界限層處的梯度變化很大,如流體場中的管道,其管道內(nèi)外側(cè)的物理參數(shù)是很不相同的。為了精準(zhǔn)地描繪這些參數(shù),Inflation能夠?qū)⒔缦迣犹幍木W(wǎng)格密度變得較密一些,一般在CFD分析中辦理界限層處的網(wǎng)格常Inflation方法。自然,假如在有限元分析中對“表面界限層處”的結(jié)果感興趣,我們也能夠用Inflation方法來對界限處的網(wǎng)格進行優(yōu)化。典型的CFD中,膨脹是由界限法向的擠壓面界限網(wǎng)格轉(zhuǎn)變來實現(xiàn)的,可實現(xiàn)從膨脹層到內(nèi)部網(wǎng)格的圓滑過渡。上圖中表示的是Inflation的設(shè)置選項:①Geometry-作用的幾何體,上圖中選擇了整個幾何體;Boundary-界限層所在的面(CFD中就是流體場中對應(yīng)的管壁,即物理參量變化很大的界面),上圖中選擇了整個幾何體的表面面,如紅色部分所示;③InflationOption-膨脹選項:a.SmoothTransition-圓滑過渡(默認),使用局部四周體單元尺寸計算每個局部的初始高度和總高度以達到圓滑的體積變化比。每個膨脹的三角形都有一個對于面積計算的初始高度,在節(jié)點處均勻。這意味著對一均勻網(wǎng)格,初始高度大概相同,而對變化網(wǎng)格初始高度也是不相同的;b.總厚度,用NumberofLayers的值和GrowthRate控制以獲取MaximumThickness值控制的總厚度。不相同于SmoothTransition選項的膨脹,TotalThickness選項的膨脹其第一膨脹層和以下每一層的厚度是常量;c.第一層厚度,用FirstLayerHeight,MaximumLayers和GrowthRate控制生成膨脹網(wǎng)格。不相同于SmoothTransition選項的膨脹,F(xiàn)irstLayerThickness選項的膨脹其第一膨脹層和以下每一層的厚度是常量。TransitionRatio-過渡比:指膨脹層最后單元層和四周體地區(qū)第一單元層間的體尺寸改變。當(dāng)求解器設(shè)置為CFX時,默認的TransitionRatio是。對其余物理選項,如設(shè)置為Fluent的CFD,默認值是。(因為Fluent求解器是單元為中心的,其網(wǎng)格單元等于求解器單元,而CFX求解器是極點為中心的,求解器單元是兩重節(jié)點網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的,所以會發(fā)生不相同的辦理)⑤MaximumLayers-界限層的層數(shù);⑥GrowthRate-指后一層比前一層厚幾倍,如設(shè)置成樣的。⑦InflationAlgorithm-膨脹算法:
1則每一層的厚度都是一Pre-前辦理,采納TGrid算法,為默認設(shè)置。第一表面網(wǎng)格膨脹,此后生成體網(wǎng)格。不支持周邊面設(shè)置不相同的層數(shù),可應(yīng)用于掃掠和2D網(wǎng)格區(qū)分。Post-后辦理,ICEMCFD算法,使用一種在四周體網(wǎng)格生成后作用的后辦理技術(shù),只對PatchingConforming和PatchIndependent四周體網(wǎng)格有效。沒有Inflation以前的網(wǎng)格區(qū)分Inflation今后的網(wǎng)格區(qū)分Inflation今后的網(wǎng)格區(qū)分剖面圖(注意界限處)6、檢查網(wǎng)格質(zhì)量Detailsofmesh下有一項Statistics中有meshmetric,默認的是None。點開后,就會看到里面有幾個檢查項目:ElementQuality鑒于一個給定單元的體積與邊長間的比率。其值處于0(單元質(zhì)量查驗)和1之間,0為最差,1為最好。對于三角形,連結(jié)一個極點跟對邊的中點成一條線,再連另兩邊的中點成一條線,最后以這兩條線的交點為中點AspectRatio建立兩個矩形。今后再由其余兩個極點建立四個矩形。這六個矩形中的最長邊跟最短邊的比率再除以sqrt(3)。最(縱橫比)好的值為1。值越大單元越差。對四邊形而言,經(jīng)過四個中點建立兩個四邊形,aspectratio就是最長邊跟最短邊的比率。相同最好的值為1。值越大單元越差。JacobianRatio其值就是最大值跟最小值的比率,1最好。值越大說明單元越歪曲。假如最大值跟最小值正負號不相同,直接賦值-(雅克比率)100。WarpingFactor主要用于檢查四邊形殼單元,以及實體單元的四邊形面。其值鑒于單元跟其投影間的高差。0說明單元位于一(翹曲因子)個平面上,值越大說明單元翹曲越厲害。ParallelDeviation在一個四邊形中,由兩條對邊的向量的點積,經(jīng)過acos(平行誤差)獲取一個角度。取兩個角度中的大值。0最好。MaximumCornerAngle最大角度。對三角形而言,60度最好,為等邊三角形。(最大轉(zhuǎn)彎角)對四邊形而言,90度最好,為矩形。Skewness是最基本的網(wǎng)格質(zhì)量檢查項,其值位于0跟1之間,0最好,1最差。一般而言超出的網(wǎng)格數(shù)目要很少,最(單元畸變度)好是沒有!OrthogonalQuality其數(shù)值越大越好,湊近數(shù)值1的網(wǎng)格數(shù)目越多越好。(正交程度質(zhì)量)復(fù)雜幾何地區(qū)的網(wǎng)格單元會變歪曲。低質(zhì)的單元會致使低質(zhì)的結(jié)果,或許在某些狀況無結(jié)果!Skewness是上邊檢查方法中一個重要的胸懷,是單元相對其理想形狀的相對歪曲胸懷,其取值以下:在檢查網(wǎng)格質(zhì)量時,假如我們需要看詳細某個數(shù)值下網(wǎng)格數(shù)目的散布,則點擊右邊下部的Bar即可,以以以下圖所示:其余,在在網(wǎng)格區(qū)分程序中,假如想看幾何體某一截面的網(wǎng)格區(qū)分狀況
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