第八章 修改模型文档格式.docx

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8.2.1如何细化网格

必须按下面的两步来细化网格：

1、选择图元（或一组图元）以便围绕着它们进行网格细化。

2、指定细化的程度（换句话说，就是在细化区域相对于原始网格所想要的尺寸）。

细化后的单元总是比原来的单元小；

局部网格细化过程不能提供使网格变粗的功能（LEVEL）。

8.2.1.1高级控制

如果用户想在细化过程中进行更多的控制，可以对下列的高级选项进行参数设定：

根据已选定图元周围单元数指定网格细化区域的深度（DEPTH）。

在原始单元被分裂开后指定后处理的类型，后处理包括进行网格光滑和清理操作，只是光滑处理，或两者都没有（POST）。

指定在细化全是四边形的网格时是否可以将三角形引入网格。

换句话说，用户可指定四边形单元是否一定要保留（RETAIN）。

8.2.2细化命令和菜单途径

使用下面xREFINE命令和菜单途径来选择要进行细化的图元并设置细化的控制。

（细化控制在后面详细描述）

围绕所选择的节点进行细化，使用下列方法：

命令：

NREFINE

GUI:

MainMenu>

Preprocessor>

-Meshing-ModifyMesh>

-RefineAt->

Nodes

围绕所选择的单元进行细化，使用下列方法：

EREFINE

Elements

MainMenu>

All

围绕所选择的关键点进行细化，使用下列方法：

KREFINE

Keypoints

图8-1局部网格细化的例子。

围绕所选择的线进行细化，使用下列方法：

LREFINE

Lines

围绕所选择的面进行细化，使用下列方法：

AREFINE

Areas

图8-1显示了一些围绕着节点〔NREFINE〕、单元〔EREFINE〕、关键点〔KREFINE〕和线〔LRERINE〕进行网格细化的例子。

图8-2举例说明了用AREFINE命令围绕面的四面体网格细化。

图8-2围绕面的四面体网格细休〔AREFINE〕

8.2.2.1指定细化的标准

使用LEVEL变量来指定细化应进行的程度。

LEVEL值必须是从1到5的整数，值1提供了最小程度的细化。

值5提供了最大程度的细化。

当LEVEL=1时，在细化区域所得到的单元边界长度大约是原单元边界长度的1/2；

当LEVEL=5时，所得到的单元边界长度大约是原单元边界长度的1/9。

下表列出了LEVEL所有可能的设置以及每一种设置所得边界的近似长度。

LEVEL变量的值

近似的边长

1

1/2

2

1/3

3

1/4

4

1/8

5

1/9

LEVEL值从1到5提供了逐渐减少的单元边界长度。

但是，应该知道当RETAIN=ON时，不同的LEVEL值可以提供同样的细化网格。

（要得到更多的信息，请看后面RETAIN变量的解释。

）刚好在细化区域外面的那一层单元（也就是说在指定DEPTH之外）也可能被分开，目的是与细化单元过渡。

注意：

所有的LEVEL值在细化区域都只生成较小的单元。

局部网格细化过程不提供网格粗化功能。

8.2.2.2指定细化深度

缺省时，只对所选图元外面的一个单元进行细化（除了单元细化，它使用DEPTH=0作为缺省），而且单元被分裂一次（也就是单元边被平分成两半，因为缺省LEVEL=1）。

8.2.2.3指定细化区域的后处理操作：

光滑和清理

作为细化过程的一部分，用户可指定在原始单元分裂后ANSYS还应做的后处理的类型。

可以选择光滑和清理（缺省），只进行光滑操作，或两者都不选。

如果让ANSYS做光滑和清理的工作，设置POST=CLEAN（或在GUI中选择Cleanup&

Smooth）.

如果想让ANSYS只做光滑工作，设置POST=SMOOTH（或在GUI中选择Smooth）。

如果后处理两项都不想做，设置POST=OFF（或在GUI中选择OFF）。

光滑：

缺省时，细化区域的节点将进行光滑处理（也就是它们的位置将被调整）以改善单元的形状。

节点的位置遵循下列的约束进行调整：

节点在关键点上时不移动。

节点在线上时只在线上移动。

节点在面内时只在表面上移动。

如果网格已经从实体模型（MODMSH，DETACH或菜单途径MainMenu>

CheckingCtrls>

ModelChecking）中分离出来了，光滑操作就不会进行了。

用户可对正在用的细化命令设置POST=OFF，关闭对所有节点的光滑命令。

（也可以这么做来关闭清理命令。

）

清理：

当清理选项是打开时（POST=CLEAN），ANSYS程序会对所有与受到影响的几体图元相关联的单元进行清理操作（在二维模型中）。

在三维模型中，ANSYS程序只对那些在细化区域内或直接与细化区域相连接的单元执行清理命令。

清理操作可以改善单元的质量。

如果网格已经从实体模型中分离出来了（MODMSH,DETACH或菜单途径MainMenu>

CheckingCtrls>

ModelChecking），那么不会进行面网格的清理操作。

但对于四面体网格这个命令还是会被执行。

当用户正在细化四边形网格时，清理命令会试着从细化过渡区域删除三角形网格。

如果清理操作已经完成优化单元质量后，仍留有形状不好的四边形单元，ANSYS就会把这些单元分裂成三角形。

通设置RETAIN=ON（缺省）就可以防止这种情况的发生。

图8-3说明了一个全是四边形网格的清理操作。

用户可通过对细化命令设置POST=OFF或POST=SMOOTH来关闭清理操作。

图8─3全是四边形网格

8.2.2.4指定是否保留四边形单元

当正在细化任何一个非四边形的网格时，ANSYS会忽略RETAIN变量。

缺省时，RETAIN=ON，这意味细化网格过程不会将三角形单元引入到全是四边形的网格中。

当RETAIN=OFF和POST=SMOOTH或OFF时，所得到的细化区域可能会包含三角形单元目的是保持连续过渡。

当RETAIN=OFF和POST=CLEAN时，三角形单元会达到最少；

但是，它们不可能被完全删除掉─极少量的三角形单元可以留在过渡区域，目的是得到好的单元质量。

如果一个面是由四边形单元和三角形单元混合划分而成，那么即使是当RETAIN=ON时细化区域内的四边形单元也不能被保留住。

因为四边形单元较三角形单元有更多的限制，因此当RETAIN=ON时增加或减少LEVEL变量的值时不一定就能得到所想要的细化水平的增加或减少。

另外，即使是四边形单元可以被保留住，它们中的一些单元的形态也可能很差，特别是在LEVEL值较高时，但是，若通过设置RETAIN=OFF一些三角形单元就有可能被引入网格。

这是所不希望得到的，特别是在使用低阶单元时。

可以通过做到以下几点来把三角形单元保持在所感兴趣的点以外：

用更大的DEPTH进行细化，也就是说，在所感兴趣点的更大的半径上细化。

用POST=CLEAN选项细化。

这个POST变量的设置可使三角形单元的数量出现得最少。

使用另外的方法进行细化（例如，使用局部网格控制和重新划分网格）。

8.2.3属性和载荷的转换

与“父”单元相关联的单元属性会自动地转换到所有的“子”单元上。

这些属性包括单元类型、材料特性、实常数和单元坐标系（若想对单元属性有更多的了解，参见§

7）。

加在实体模型上的载荷和边界条件在求解开始时会转换到节点和单元上（或用SBCTRAN或DTRAN命令手工进行载荷转换）。

因此实体模型载荷会正确地加到在细化期间新生成的节点和单元上。

但是，加在节点和单元上的载荷和边界条件（有限元载荷）不能转换到在细化期间新生成的节点和单元上。

如果在所选择的细化区域内有这样的载荷，程序将不允许细化过程的进行除非是先删除载荷。

所以，如果用户预计要使用网格细化功能，那么建议只将载荷加在实体模型上而不是直接加在节点和单元上。

因为实体模型加载对于显式动力分析（也就是ANSYS/LS─DYNA产品）是不可用的，所以网格细化必须在这类分析的加载之前进行。

8.2.4网格细化的其它特征

网格细化的其它特征包括以下的几点：

细化生成新的单元和节点（包括中间节点）被投射到实体模型几何体上（见图8-4）。

当使用选项围绕节点细化时[NREFINE]，忽略所选节点中的中间节点。

网格细化不会超过面和体的边界。

也就是说，如果指定的DEPTH超过了面或体网格的边界后，邻接的面或体网格不会改变（见图8-5）。

但是，如果选择进行细化的图元（节点、单元、关键点或线）是在边界上，或所选图元在边界两边，那么细化就会延伸到邻接的面或体内。

网格细化只在当前所选定的单元内进行（见图8-6）。

细化可以用在已从实体模型中分离出来的网格上（MODMSH,DETACH或菜单途径MainMenu>

ModelChecking）。

在这种情况下，细化不会被面边界所终止。

而且，节点和单元不会投射到实体模型上，指定POST变量的后处理选项一个也不能执行。

在细化一个四面体网格期间，当清理选项被打开时（POST=CLEAN），ANSYS在细化区域自动执行一个高水平的清理操作（也就是相当于VEMP，，，2的水平）。

如果用户在细化期间得到形状错误信息，就关掉形状检查选项（SHPP，OFF）再执行一次细化命令〔xREFINE〕，然后再在最高级的水平之上（VIMP，，，3）进行四面体单元的改进。

图8-4节点和单元投射到几何体上

如果用户使用LESIZE命令指定线的分割数，这些线在随后的细化过程中将受到影响，ANSYS将会改变那些受到影响的线的分割数（也就是说，线的分割数不仅增加，而且在随后的线列表中〔LLIST〕也可显示为负数）。

图8-5网格细化不超过面边界

图8-6只细化被选择的单元

如果用户在后来清除网格（ACLEAR,VCLEAR等命令或菜单途径MainMenu>

-Meshing-Clear>

entity），则负号的存在将影响ANSYS如何处理线的分割数。

如果线的分割数是正数，则在清除操作期间，ANSYS不会删除线的分割数；

若分割数是负的，ANSYS就会删除线的分割数（在随后的线列表中分割数将显示为零）。

8.2.5网格细化的限制

下面的限制针对网格细化：

尽管局部网格细化可被用在所有的面网