workbench網(wǎng)格劃分各種方法詳解

認(rèn)識(shí)網(wǎng)格劃分平臺(tái)網(wǎng)格文件具體地說(shuō)主要有兩類(lèi)：有限元分析網(wǎng)格和計(jì)算流體力學(xué)的網(wǎng)格。認(rèn)識(shí)網(wǎng)格劃分平臺(tái)?對(duì)于三維幾何體，ANSYS共有下而六種不同的劃分網(wǎng)格法自動(dòng)劃分網(wǎng)格法(automatic)四面體劃分網(wǎng)格法(tetrahedrons)Patchconforming法Patchindependent法掃略法(sweptmeshing)多域法(multizone)HexDomiriant法CutCeII認(rèn)識(shí)網(wǎng)格劃分平臺(tái)?對(duì)于二維幾何體ANSYS有以下幾種不同的劃分網(wǎng)格法。自動(dòng)劃分法(四邊形單元為主)三角形單元(Triangles)四邊形、三角形單元(UniformQuad/Tri)四邊形單元(UniformQuad)典型網(wǎng)格劃分法?主要內(nèi)容四面體網(wǎng)格掃掠型網(wǎng)格自動(dòng)劃分法HEXDominant網(wǎng)格劃分多域掃掠型直接劃分網(wǎng)格四面體網(wǎng)格?在三維網(wǎng)格中，相對(duì)而言四面體網(wǎng)格劃分是最簡(jiǎn)單的。在workbench中,四面體網(wǎng)格的生成主耍基于兩種方法；RGRID算法和ICEMCFDtetra算法，具體如下：.基于TGRTD算法的四面體網(wǎng)格TGRID算法的四面體網(wǎng)格有以下特點(diǎn)：a.劃分網(wǎng)格是一次從兒何的邊、面、體的順序劃分網(wǎng)格b.劃分網(wǎng)格時(shí)都考慮到了幾何體上的面積邊界，包括邊界層上網(wǎng)格的設(shè)置等。c.主要適用于比較好即較“干凈”的幾何體d.同一幾何體上可以有不同的網(wǎng)格類(lèi)型，如掃掠法產(chǎn)生的網(wǎng)格面體網(wǎng)格.基于ICEMCFDTetra法的四面體網(wǎng)格有以下特點(diǎn)；.劃分網(wǎng)格時(shí)依次從幾何的體、面、邊順序劃分網(wǎng)格b.主耍適用于比較“爛”即比較“臟”的幾何體幾何體上的面積邊界等的影響往往可能被忽略，即粗糙的網(wǎng)格可能忽略幾何體表面細(xì)節(jié)掃掠型網(wǎng)格?這種網(wǎng)格劃分方法主要是產(chǎn)生六面.體網(wǎng)格或者棱柱形網(wǎng)格。但要注意被卻分體必須是可掃掠（規(guī)則幾何體）的，且有單一的原面和單一的目標(biāo)面0承徑II標(biāo)ifn源面自動(dòng)劃分法?自動(dòng)劃分法（automaticmethod）自動(dòng)劃分實(shí)際就是在四面體與掃掠型劃分之間自動(dòng)切換，這取決于被劃分的兒何體能否被掃掠。具體的說(shuō)當(dāng)兒何體不規(guī)則（即不能被掃掠）時(shí)9程序就自動(dòng)產(chǎn)生四面體。反之，當(dāng)幾何體規(guī)則（即能被掃掠）時(shí)就產(chǎn)生六面體網(wǎng)格。四面體網(wǎng)格六面體網(wǎng)格就產(chǎn)生六面體網(wǎng)格。四面體網(wǎng)格六面體網(wǎng)格AutomaticNethodAutomaticNethodFilter:Name▼：H|ProjectEe|Model(B3)[±j Geometry由.人CoordinateSystems3 Comartions此處切斷HexDominant網(wǎng)格劃分Hex-Dominant網(wǎng)格?Hex-Dominant網(wǎng)格實(shí)際上是在模型的外面生成六面體單元，而里面是四面體單元.它的算法是先在外表血生成/個(gè)平面網(wǎng)格，然后經(jīng)過(guò)向內(nèi)拖拉形成塊/錐，最后再在內(nèi)部添加錐形四面體單元。這種方法適用于塊狀的幾何體，而對(duì)于細(xì)長(zhǎng)類(lèi)的幾何體適用性并不好。Hex-Dominant網(wǎng)格HexDominant網(wǎng)格劃分?Hex-Dominant網(wǎng)格實(shí)際上是在模型的外面生成六面體單元，而里面是四面體單元.它的算法是先在外表而生成一個(gè)平面網(wǎng)格，然后經(jīng)過(guò)向內(nèi)拖拉形成塊/錐，最后再在內(nèi)部添加錐形四面體單元。這種方法適用于塊狀的幾何體，而對(duì)于細(xì)長(zhǎng)類(lèi)的幾何體適用性并不好。Hex-Dominant網(wǎng)格多域掃掠型?多域掃掠型(MultizoneSweepMeshing)主要川來(lái)劃分六面體網(wǎng)格。其特點(diǎn)就是具有幾何體自動(dòng)分解的功能，從而產(chǎn)生六面體網(wǎng)格。如下圖所示左邊的幾何體，若以常規(guī)的方式想劃分成全六面體網(wǎng)格，則需耍先將幾何體切分成四個(gè)規(guī)則體后，再掃掠成六面體網(wǎng)格。然而在workbench中，只要直接使用多域掃掠法，程序就能自動(dòng)處理劃分成六面體網(wǎng)格。宜接劃分網(wǎng)格?在workbenchl4.0中可以直接劃分網(wǎng)格(DirectMeshing),操作時(shí)只要在樹(shù)形窗口幾何體(Geometry)項(xiàng)下用鼠標(biāo)選中相應(yīng)的幾何體，再在右鍵彈出的快捷菜單中選中GenetateMesh產(chǎn)生網(wǎng)格即可。?直接劃分網(wǎng)格的最大的優(yōu)點(diǎn)之一就是能單獨(dú)地劃分兒何體的網(wǎng)格，即以前劃分網(wǎng)格時(shí)只能整個(gè)模型一起同時(shí)劃分。顯然，對(duì)于我們而言，直接控制網(wǎng)格劃分具有更大的柔性。3 Model(C3)IeIyUpdateGenerateMeshryfeCrvl；/4*確定物理場(chǎng)及網(wǎng)格劃分法確定全局網(wǎng)格設(shè)置網(wǎng)格劃分的工作流程確定物理場(chǎng)及網(wǎng)格劃分法確定全局網(wǎng)格設(shè)置調(diào)整網(wǎng)格設(shè)置檢查網(wǎng)格質(zhì)量預(yù)覽并劃分網(wǎng)格確定局部網(wǎng)格設(shè)置調(diào)整網(wǎng)格設(shè)置檢查網(wǎng)格質(zhì)量預(yù)覽并劃分網(wǎng)格網(wǎng)格劃分流程圖確定物理場(chǎng)和網(wǎng)格劃分法劃分網(wǎng)格之前必須首先確定物理場(chǎng)的類(lèi)型，即究竟是結(jié)構(gòu)場(chǎng)、流場(chǎng)、顯式動(dòng)力學(xué)還是電磁場(chǎng)，不同類(lèi)型的物理場(chǎng)下的，些參數(shù)往往是不相同的。如下圖所示的詳細(xì)欄信息：V131f、r821“ \)513”U/eJ⑷g3V131f、r821“ \)513”U/eJ⑷g3幾ef，3八5tce*cnc<Cc但Zicrxdrt：cc:Mg13>hilZac5c<。ArtyAM<?vttfy2s>4?w?onJIg，AtQi*<f>rl<*V**McnwBQfLeWMtubt FmchCoilDimw^Ogsbcu>che*tefeir??De心of'：|c?cR-IUJI【hcpnwc'，1 1￡ ?mH”Uy4i“gcc>u"unGiw-*6CirvoxrcbII.-l????. ? 11,■ ?l-*^erceg.wmnJitrt^dev>f<cCfr<t?SsnCtere-C^xe火外：Tnta9teSeedAxtw:?，33”上2Acir/eSnoethnoMcdijGyiwMlfijT?x?>lvnSlzw2川IM1^4"<)1，：<rf"ri-4soirArqusmg汝Ckr>8fxr?HcrmMcgbo?%Jia.<nMithunUlKLer^cbAuncL7K>2?).InZM?〃?”：？ c一NWhSnerrrf，<5>T，“4t VW-'le'?Mikds?cwfexlt。waxe:八“-...-力，?Mgc，，^y+CM.bMawJ-itecAdmrti:Yktif一： 3rp-SStNiCrA****?>ly5?J?p；「一1M>w九”.Ccr^erMrgCp*vH??1 HF*"ri”?BnmC8tryOrtMturtna5gg103 )JxAdvxcdFunctbn0保?wlfvwetnaWrwt一(Msulf:JdAckv?A?c?rrb'ySmooth,馮TranjltorSlow5p<fiAr^cC?rttfCOCIK13GmmRrtCCoMonnngOpbomr”Gg?SuW“?M?s6PfddhrotwrEStMbtfC5確定全局」I格的設(shè)二?全局網(wǎng)格設(shè)置通常用于整體網(wǎng)格劃分的部署，包括網(wǎng)格尺寸函數(shù)、inflation.平滑度、模型筒化、參數(shù)輸入、激活等。?設(shè)置合適的全局網(wǎng)格參數(shù)可以減小后向具體網(wǎng)格參數(shù)的設(shè)置工作量，對(duì)于結(jié)構(gòu)場(chǎng)，其詳細(xì)欄見(jiàn)上個(gè)PPT的mechanical,下面以結(jié)構(gòu)分析為例對(duì)其展開(kāi)描述。Mechanical中的尺寸函數(shù)(sizing)下參數(shù)項(xiàng)是高級(jí)尺寸函數(shù)(advancedsizingfunction,簡(jiǎn)稱(chēng)ASF)，這主要是控制曲線、面在曲率較大的地方的網(wǎng)格。具體選項(xiàng)有：“Off:在此項(xiàng)時(shí)先從邊開(kāi)始劃分網(wǎng)格，再在曲率較大處細(xì)化邊網(wǎng)格，接下來(lái)再產(chǎn)生面網(wǎng)格，最后才產(chǎn)生體網(wǎng)格。1.0Curvature：是由曲率法確定、細(xì)化邊和曲面處的網(wǎng)格大小c)Proximity：是控制模型鄰近區(qū)網(wǎng)格生成，主適用于窄、薄處網(wǎng)格的生成。

確定全局網(wǎng)格的設(shè)j確定全局網(wǎng)格的設(shè)jMlProximityandcurvature：具有proximity和curvature一者的特點(diǎn),但所消耗的時(shí)間也多。Fixed：以設(shè)定的大小劃分網(wǎng)格，當(dāng)然也不會(huì)更具曲率大小自動(dòng)細(xì)化網(wǎng)格?ASF選項(xiàng)如下圖所示：-SitingUseAdvancedSizeFunction。仟▼1RelevanceCenterOff ElementSizeOn:ProximityandCOn:CurvatureOn:ProximityOn:FixedInitialSizeSeedSmoothing確定全局網(wǎng)格的設(shè)置對(duì)「對(duì)「Relevance利RelevanceCenter選項(xiàng):Relevance：網(wǎng)格相關(guān)度，數(shù)值從700至+100,代表網(wǎng)格的由疏到密.RelevanceCenter:代表網(wǎng)格Coarse（稀疏）、Medium（中等）、Fine（細(xì)化）c.Reievance和RlevanccCenter詳細(xì)欄-DefaultsPhysicsPreferenceRelevanceSizingUseAdvancedSizeFunctionoffRelevanceCenterElementSizeInitialSizeSeedSmoothingCoarseedium呼ElementSizeInitialSizeSeedSmoothingCoarseedium呼J?局部網(wǎng)格設(shè)置主要確定以下參數(shù)sizing：用來(lái)設(shè)置局部單元大小，如卜圖所示，常采用如卜兩類(lèi)：clementsize：用來(lái)設(shè)置單元的平均邊長(zhǎng)sphereofinfluence:用球體來(lái)設(shè)定單元平均大小的范圍，球體的中心坐標(biāo)采用的是局部坐標(biāo)系，所有包含在球體內(nèi)的實(shí)體，其單元網(wǎng)格大小均按設(shè)定的尺寸劃分。contactsizing：用丁?接觸區(qū)域的網(wǎng)格設(shè)置在接觸面上產(chǎn)生大小一致的單元有利乏分析，具體設(shè)置類(lèi)型有:elementsize和relevance。如下圖所示：gElementSizerefinement：川「網(wǎng)格局部單元細(xì)化，但耍注意：refinement僅對(duì)邊和而有效refinement標(biāo)準(zhǔn)值范圍是廣3之間，其中為1時(shí)，單元邊界劃分為初始單元邊界的一半，這通常是在生成粗網(wǎng)格后，再細(xì)化網(wǎng)格的簡(jiǎn)易方法。注：refinement和尺寸控制是有區(qū)別的。?尺寸控制在劃分前就設(shè)定的平均單元長(zhǎng)度。通常來(lái)說(shuō)，在定義的幾何體上可以產(chǎn)生一致的網(wǎng)格，網(wǎng)格過(guò)渡較平滑。?refinement打破了原來(lái)劃分的網(wǎng)格。如果原來(lái)的網(wǎng)格原本就不一致，則細(xì)化后的網(wǎng)格也不一致。雖然程序?qū)卧倪^(guò)渡進(jìn)行平滑處理，但細(xì)化后仍有可能有不平滑的過(guò)渡。Detailsof"Refinement"?Refinement QScopeScopingMethodGeometrySelectionGeometry1FaceDefinitionSuppressedNo!■Refinement?確定局部網(wǎng)格的設(shè)置MappedFaceMeshing:這是映射而網(wǎng)格劃分。其特點(diǎn)是允許在面L生成結(jié)構(gòu)網(wǎng)格，由于進(jìn)行映射網(wǎng)格劃分可以得到一致的網(wǎng)格，所以這對(duì)計(jì)算求解是有益的。MatchControl:這是面匹配網(wǎng)格劃分。這用于定義三維實(shí)體的周期面或二維面體的周期邊，從而在對(duì)稱(chēng)面或?qū)ΨQ(chēng)邊上劃分出一致的網(wǎng)格。Matchcontrol尤其適用于旋轉(zhuǎn)機(jī)械的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)分析Pinch:這用于網(wǎng)格的收縮控制pinch可以在劃分網(wǎng)格時(shí)自動(dòng)去除模型上的一些小特征，如邊、狹窄區(qū)等,但耍知道；a.Pinch僅對(duì)點(diǎn)和邊才有效，對(duì)面和體是無(wú)效的。b.pinch不支持笛卡爾網(wǎng)格inflation當(dāng)一些物理參數(shù)在邊界層處的梯度變化很大時(shí)，為了精確地描述這些參數(shù)，inflation法通常將邊界層處的網(wǎng)格密度應(yīng)較之其他地方劃分得較密一點(diǎn)，一般在CFD分析中處理邊界層處的網(wǎng)格常用inflation方法。當(dāng)然，在FEM中若對(duì)表面邊界層處的結(jié)果感興趣的話，亦可用inflation方法.插入局部網(wǎng)格設(shè)置方法如下圖所示：預(yù)覽并劃分網(wǎng)格?當(dāng)網(wǎng)格的各類(lèi)參數(shù)設(shè)置完后就可以劃分網(wǎng)格了。用戶可以采用直接劃分網(wǎng)格(directmeshing)先單獨(dú)劃分部分實(shí)體的網(wǎng)格，也可以整體一起劃分網(wǎng)格.如下圖所示：FilterName▼alProject分重Model(O)e囪<]|*SIProjectGModd(O)*yACoad￡ComeFilterName▼alProject分重Model(O)e囪<]|*SIProjectGModd(O)*yACoad￡Come.GMesnryUpdateGrncrateMeshPreviewR.乂CoordrSy5t^ns整體一起劃分網(wǎng)格苜接劃分網(wǎng)格檢查網(wǎng)格質(zhì)量?當(dāng)網(wǎng)格劃分結(jié)束后可以檢查網(wǎng)格的