ANSYSWorkbenchMesh网格划分(自己总结).pdf
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WorkbenchMesh网格网格划分分析步骤划分分析步骤网格划分工具平台就是为ANSYS软件的不同物理场和求解器提供相应的网格文件，Workbench中集成了很多网格划分软件网格划分软件/应用应用程序程序，有ICEMCFD，TGrid，CFX，GAMBIT，ANSYSPrep/Post等。
网格文件网格文件有两类：
有两类：
有限元有限元分析分析（FEM）的）的结构结构网格网格：
结构动力学分析，电磁场仿真，显示动力学分析（AUTODYN，ANSYSLSDYNA）；计算计算流体力学（流体力学（CFD分析）分析分析）分析的网格的网格：
用于ANSYSCFX，ANSYSFLUENT，Polyflow；这两类网格的具体要求如下：
（1）结构网格：
结构网格：
细化细化网格来捕捉关心部位的梯度捕捉关心部位的梯度，例如温度、应变能、应力能、位移等；大部分可划分为四面体网格，但六面体单元仍然是首选但六面体单元仍然是首选；有些显示有限元求解器需要六面体网格六面体网格；结构网格的四面体单元通常是二阶的（单元边上包含中节点）；
（2）CFD网格网格：
细化网格来捕捉关心的梯度捕捉关心的梯度，例如速度、压力、温度等；由于由于是流体分析，是流体分析，网网格的质量和平滑度对结果的精确度至关重要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；大部分可划分为四面体网格，但六面体单元仍然是首选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。
CFD网格的四面体单元通常是一阶的（单元边上不包含中节点）一般而言一般而言，针对不同分析类型有不同的网格划分要求，针对不同分析类型有不同的网格划分要求：
结构分析：
使用高阶单元划分较为粗糙的网格；CFD：
好的，平滑过渡的网格，边界层转化（不同CFD求解器也有不同的要求）；显示动力学分析：
需要均匀尺寸的网格；物理物理选项选项实体实体单元默单元默认中结点认中结点关联中心关联中心缺缺省值省值平滑度平滑度过渡过渡MechanicalKeptCoarseMediumFastCFDDroppedCoarseMediumSlowElectromagneticKeptMediumMediumFastExplicitDroppedCoarseFineSlow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。
而有些地方而有些地方，如如复杂应力梯度区域，这些区域复杂应力梯度区域，这些区域需要高密度的网格，需要高密度的网格，如下图所示如下图所示。
一般一般而言而言，我们需要，我们需要特别特别留意几何体留意几何体中物理量变化特别大的中物理量变化特别大的区域区域，这些地方的网格需要划分得，这些地方的网格需要划分得细密细密一一些！
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（例如，当网格细化后解没有什么改变），收敛控制可以达到这样的目的。
注意注意：
细化网格不能弥补细化网格不能弥补模型模型不准确的假设和输入引起的错误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。
下面下面是是几种典型几种典型网格的形状示意图网格的形状示意图，其中其中“四面体网格四面体网格”和和“六面体网六面体网格格”是主要是主要类型类型：
（1）四面体网格：
四面体网格：
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；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；边界层有助于面法向网格的细化，但2-D中仍是等向的（表面网格）。
（2）六面体六面体网格网格：
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。
对任意几何体，由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。
注意注意点点1：
多体多体部件部件“接触面接触面”的的网格网格匹配匹配的问题：
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中可以将某些某些零件先组成一个多体部件（Multi-BodyPart，实，实体体-Body，部件部件-Part），即一个Part下面含有多个Body，一旦形成一旦形成多体部件后，多体部件后，之前之前相互独立的这些相互独立的这些Bodies在在后面后面的设计仿真中的设计仿真中就能拓扑共享就能拓扑共享，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（命名为T台），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：
在在Mesh中我们知道中我们知道，对于对于一个多体部件其划分网格时有如下特点：
一个多体部件其划分网格时有如下特点：
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；实体间结点能够共享，意味着两个实体间的两个实体间的接触区接触区网格是连续的网格是连续的。
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；一个多体部件体可以由不同的材料组成；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（Body）都各自单独地划分网格，它们它们在接触处在接触处的的结点结点位置也不一样，不共享。
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（10Parts，10Bodies）：
我们将该装配体直接划分网格，由于每一个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（1Part，10Bodies）：
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。
注意注意点点2：
多体多体部件采用不同的网格划分方法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”“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（如Sweep，Multizone等）。
不同不同部件的体的网格可以不匹配或不一致，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单个部件的体的网格匹配一致。
一致。
那多体那多体部件的网格该怎么部件的网格该怎么操作操作才能使每一才能使每一个个Solid（在（在DM中中对应对应Body）都有不都有不同的网格划分同的网格划分方法方法？
看下面看下面三通管三通管的的例子例子：
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，Solid1Fluid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？
关键关键在于我们在选择了在于我们在选择了Solid3之后之后，不要不要去点击工具栏最上方的去点击工具栏最上方的GenerateMesh，那个，那个按钮是针对全局网格划分的，我们只需要在按钮是针对全局网格划分的，我们只需要在Solid3右键右键-GenerateMesh即可即可，这时划分的网格就是针对，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。
注意注意，这时这时Mesh旁边有一个旁边有一个黄色黄色闪电闪电标记，此时如标记，此时如果点击果点击工具栏工具栏上的上的GenerateMesh或者或者是在是在Mesh上上右键右键-GenerateMesh，则则剩余剩余的的4个个部件都会部件都会以以AutomaticMethod方法被方法被生成生成网格网格：
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Solid14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：
注意：
注意：
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Solid1Solid3三个部件：
这时我们一定要在上面同时选中Solid13，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
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