ANSYSWorkbenchMesh网格划分(自己总结)Word下载.docx

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③有些显示有限元求解器需要六面体网格；

　　④结构网格的四面体单元通常是二阶的；

　　CFD网格：

　　①细化网格来捕捉关心的梯度，例如速度、压力、温度等；

　　②于是流体分析，网格的质量和平滑度对结果的精确度至关重要，这导致较大的网格数量，经常数百万的单元；

　　③大部分可划分为四面体网格，但六面体单元仍然是首选，流体分析中，同样的求解精度，六面体节点数少于四面体网格的一半。

　　④CFD网格的四面体单元通常是一阶的

　　一般而言，针对不同分析类型有不同的网格划分要求：

　　①结构分析：

使用高阶单元划分较为粗糙的网格；

　　②CFD：

好的，平滑过渡的网格，边界层转化；

　　③显示动力学分析：

需要均匀尺寸的网格；

　　物理选项实体单元默认中结点关联中心缺省值CoarseCoarseMediumCoarse平滑度过渡MechanicalCFDElectromagneticExplicitKeptDroppedKeptDroppedMediumMediumMediumFineFastSlowFastSlow注：

上面的几项分别对应Advanced中的ElementMidsideNodes，以及Sizeing中的

　　RelevanceCenter，Smoothing，Transition。

　　网格划分的目的是对CFD（流体）和FEM（结构）模型实现离散化，把求解域分解成可得到精确解的适当数量的单元。

　　用户需要权衡计算成本和网格划分份数之间的矛盾。

细密的网格可以使结果更精确，但是会增加CPU计算时间和需要更大的存储空间，特别是有些不必要的细节会大大增加分析需求。

而有些地方，如复杂应力梯度区域，这些区域需要高密度的网格，如下图所示。

一般而言，我们需要特别留意几何体

　　中物理量变化特别大的区域，这些地方的网格需要划分得细密一些！

　　在理想情况下，用户需要的网格密度是结果不再随网格的加密而改变的密度，收敛控制可以达到这样的目的。

　　注意：

细化网格不能弥补模型不准确的假设和输入引起的错误。

　　网格划分的好坏对后面的求解有十分重要的影响，上图例子列举了一个集流管固体铸件中不收敛的热场。

很明显劣质单元区域的分析不可能得到切合实际的数据场。

　　下面是几种典型网格的形状示意图，其中“四面体网格”和“六面体网格”是主要类型：

　　四面体网格：

　　①可以快速地、自动地生成，并适合于复杂几何。

如选用网格划分方法中的Automatic，对于一般几何体外形不那么规整，难以被Sweep，因此很难生成六面体网格，这时选用Automatic方法能快速生成四面体网格；

　　②有等向细化特点，如为捕捉一个方向的梯度，网格将在所有的三个方向细化，这会导致网格数量迅速上升；

　　③边界层有助于面法向网格的细化，但2-D中仍是等向的。

六面体网格：

　　①大多CFD程序中，使用六面体网格可以使用较少的单元数量来进行求解求解。

如流体分析中，同样的求解精度，六面体节点数少于四面体网格的一半。

　　②对任意几何体，于其外形通常不是很规整，难以被Sweep，因此要想得到高质高效的六面体网格，需要许多步骤。

如在ICEMCFD中划分六面体网格就比较费时，需要对几何体进行切割，如下图所示：

　　但对许多简单几何，用Sweep方法是生成六面体网格的一种简单方式，具体可以选用的划分方法是Sweep和Multizone。

　　注意点1：

多体部件“接触面”的网格匹配的问题：

　　在Ansys中，有时候往往需要分析比较复杂的装配体，在DesignModeler中可以将某些零件先组成一个多体部件，即一个Part下面含有多个Body，一旦形成多体部件后，之前

　　相互独立的这些Bodies在后面的设计仿真中就能拓扑共享，在Mesh中就表现

　　为它们接触面上的网格是相互匹配的，不像它们相互独立时划分网格是相互间没有任何关联。

这个功能是DM的亮点，区别于其他CAD画图软件。

　　但我们一般画图是在其他CAD软件中完成，不再DM中。

那如果是在Solidworks中先画了一个单一几何体，如下图中的一个T型部件，然后将其用“分割”命令划分成两部分，之后导入Workbench中，在DesignModeler中我们看到其被组成了一个多体部件，1Parts，2Bodies：

　　在Mesh中我们知道，对于一个多体部件其划分网格时有如下特点：

①每一个实体-Body，都独立划分网格，但在实体间的关联仍旧被保留；

②实体间结点能够共享，意味着两个实体间的接触区网格是连续的。

其网格效果就将这些不同的Bodies用布尔操作变成一个Body后划分网格一样，但实际上它们是无接触的，即没有成为单个Body，不同Bodies间仍旧相互独立；

　　③一个多体部件体可以不同的材料组成；

　　但是我们实际上将上图所示的部件直接导入Mesh中划分网格之后的结果如下图所示：

　　发现两部分实体之间的网格并不连续，这也就是说实际上它们并没有形成一个多体部件，而是两个实体都各自单独地划分网格，它们在接触处的结点位置也不一样，不共享。

为什么？

　　我们需要在DM中将该几何体重新组成一次多体部件，如下图所示，在DM中先将几何体ExplodePart，每个Body都独立，变成2Parts，2Bodies：

　　然后再一次FromNewPart，重新变成一个多体部件，1Pat，2Bodies：

　　之后再在Mesh中划分网格，会发现两个Bodies间的网格匹配了：

　　造成这个的原因可能使Solidworks中的多体部件和DM中的多体部件不匹配，必须要在DM中重新进行一次多体部件的组成操作！

如果是在DM中直接画几何体，不会出现该问题。

　　那要是我在SW中画的是一个装配体，不像上面例子是先画一个单体，然后再“分割”，这会怎么样？

　　如下图所示，是将一个SW中画好的装配体直接导入DM中后的结果，我们能发现其10个Bodies之间都是相互独立的，并没组成多体部件：

　　我们将该装配体直接划分网格，于每一个Bodies都是独立的，因此这些不同Bodies之间的网格也没有匹配：

　　现在在DM中将其组成一个多体部件：

　　组成多体部件后我们选取了其中top-cover，down-base，bolt-1几三个零部件画网格，结果如下图所示：

　　发现它们之间的网格都匹配，不再是单独划分网格了。

　　注意点2：

多体部件采用不同的网格划分方法

　　注意点1中讲了多体部件接触面之间的网格划分，上面是针对一个多体部件全局网格划分的情况，那要是我一个多体部件不同Bodies想采用不同的网格划分方法，该怎么处理？

　　WorkbenchMesh网格划分应用程序可运用“分割”的思想，即几何体的各个部件可以使用不同的网格划分方法。

不同

　　部件的体的网格可以不匹配或不一致，单个部件的体的网格匹配一致。

那多体部件的网格该怎么操作才能使每一个Solid都有不同的网格划分方法？

看下面三通管的例子：

　　既然要选择不同的网格划分方法，Mesh-Insert-Method-选取某一小零件，如下图中我们选择的小零件为Solid3，其颜色已变成蓝色：

　　这时我们点击工具栏最上方的GenerateMesh：

　　但却发现虽然上面我们只是选择了Solid3这一小部件，但划出来的结果却是把其他的零件也一起划分了网格，即相当于整个装配体一起划分了，如下图所示：

　　这时候可以注意到一点，Solid1~Fluid这5个部件前面都变成了绿色小勾上加一横线，这说明这5个部件都已经完成了网格划分，其所用的方法就是之前为Solid3设定的AutomaticMethod。

那怎么样才能避免这种状况？

　　关键在于我们在选择了Solid3之后，不要去点击工具栏最上方的GenerateMesh，那个按钮是针对全局网格划分的，我们只需要在Solid3右键-GenerateMesh即可，这时划分的网格就是针对Solid3：

　　Solid3网格划分得到的结果：

　　这时我们发现，只有Solid3前面绿色勾加了一横，其余都正常，这说明只有Solid3被划分了网格。

注意，这时Mesh旁边有一个黄色闪电标记，此时如果点击工具栏上的GenerateMesh或者是在Mesh上右键-GenerateMesh，则剩余的4个部件都会以AutomaticMethod方法被生成网格：

　　其实不用管这个黄色标记，等我们给这5个部件分别划分好网格之后其自动回消失。

如下图是我们给Solid1~4按照上面的方法单独划分了网格，这时还剩下Fluid没有划分，此时黄色标记还存在：

　　等到Fluid也划分好之后，黄色标记自动消失，而且部件前面的绿色小勾也都加上了一横：

如果我们在划分网格时有时需要给几个部件一起划分，如下图中

　　一次选中了Solid1~Solid3三个部件：

　　这时我们一定要在上面同时选中Solid1~3，再右键-GenerateMesh，如果只是选取了它们中的一个，则划分出来的网格只是对应那个部件的：

　　三个部件一齐划分网格：

　　除了上面讲的方法，特征抑制也可以用来单独划分网格：

　　对其他部件进行特征抑制Suppress。

如下图所示：

　　我们将其他暂时不用划分网格的部件进行抑制，在需要划分网格的部件上面右键-SuppressAllOthereBodies，然后右侧只剩余需要的零部件。

这时再Mesh-Insert-Method-选取零件，我们用Hex-Dominant划分网格。

划分完之后再解除抑制，可得到整个装配体只有刚才部件划分了网格：

　　需要对第二个部件进行单独网格划分时，找到对应的部件也一样执行，划分完之后解除抑制，然后得到如下所示结果。

可知只有选中的两个部件被划分了网格：

　　1、首先是输入几何体，然后点击树形窗口中的mesh之后，主要设置一下几大块内容：

　　2、Defaults设置

　　确定物理场，一共对应四种，Mechanical-结构场，Electromagnetics-电磁场，CFD-流场，Explicit-显示动力学。

Relevance-指网格相关度，数值从-100~+100，代表网格疏到密，不同的值对应不同的网格数和节点数：

　　3、Sizing设置

　　Sizing设置中，对于不同的物理场选择会稍有不同，但基本一致，下图以Mechanical为例。

　　UseAdvancedSizeFunction-高级尺寸函数，主要用于控制曲线/曲面在曲率较大地方的网格，其有如下几种设置：

　　①off，先从边开始划分网格，在在曲率比较大的地方细化边网格，接下来再产生面网格，最后体网格。

　　②Curvature，曲率法确定边和曲面处的网格大小。

在有曲率变化的地方，网格会做的比较漂亮，会自动地加密。

　　③Proximity，这将对网格划分算法添加更好的处理临近部位的网格，即控制模型邻近区网格的生