hypermesh单元质量参数说明.docx

hypermesh单元质量参数说明.docx

《hypermesh单元质量参数说明.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《hypermesh单元质量参数说明.docx（15页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

hypermesh单元质量参数说明

hypermesh单元质量参数说明

Hypermesh单元质量参数说明

网格质量

中文名

推荐取值

物理意义

Help原文

2D单元质量参数

Aspect（ratio）

长宽比

必须小于5:

1

单元最长边与最短边（或最短对角节点距离）之比。

3D单元的每个面被看做一个2D单元并且计算长宽比。

最大的长宽比作为3D单元的长宽比。

Thisistheratioofthelongestedgeofanelementtoeitheritsshortestedgeortheshortestdistancefromacornernodetotheopposingedge（"heighttoclosestnode"）. HyperMeshusesthesamemethodusedforlength（min）describedbelow.

For3-Delements,eachfaceoftheelementistreatedasa2-Delementanditsaspectratiodetermined. Thelargestaspectratioamongthesefacesisreturnedasthe3-Delement’saspectratio.

Aspectratiosshouldrarelyexceed5:

1

Chorddev

弦长偏差

—

圆弧可以大量短直线模拟，弦长偏差是圆弧与直线的垂直距离。

Curvedsurfacescanbeapproximatedbyusingmanyshortlinesinsteadofatruecurve.

Chordaldeviationistheperpendiculardistancebetweentheactualcurveandtheapproximatinglinesegments.

InteriorAngles

内角

—

检查三角形与四边形最大与最小角

Thesemaximumandminimumvaluesareevaluatedindependentlyfortrianglesandquadrilaterals.

Jacobian

雅克比

理想值1

大于0.7可接受，质量较好，

小于0.5，准确性不能保证

jacobian值是衡量网格质量好坏的一个重要指标。

数学上Jacobian是进行坐标变换的Jacob矩阵的行列式|J|，它的取值可以在[-∞,+∞]变化。

Abs（|J|）>1说明面积扩大，abs（|J|）<1说明面积缩小。

|J|<0说明组成微元的两个向量所称的角的sin值发生了符号变化（比如从锐角变成钝角）。

HM中所谓的Jacobian并不是上面讲的数学意义上的Jacobian，而是在自然坐标（s,t）中的微元向量dS,dT侧），HW认为此时的单元是完全不可用于有限元计算的，所以默认的取值范围是[0,1]。

虽然HM中的’Jacobian’取值在单元内部各点可能是不同的，但是可以直观地理解为:

以QUAD单元为例,如果jacobian=1,说明该单元的四个角都是直角，单元质量是最好的，也就是所谓的’perfectshape’;如果jacobian=0,说明该单元发生了严重的变形，某个内角变为0度或者180度；如果jacobian<0,说明该单元发生了非常严重的变形，某个内角变为负值（反转）或者大于180度。

（此段摘自网贴）

Thismeasuresthedeviationofanelementfromitsidealor"perfect"shape,suchasatriangle’sdeviationfromequilateral.TheJacobianvaluerangesfrom0.0to1.0,where1.0representsaperfectlyshapedelement. ThedeterminantoftheJacobianrelatesthelocalstretchingoftheparametricspacewhichisrequiredtofititontotheglobalcoordinatespace.

HyperMeshevaluatesthedeterminantoftheJacobianmatrixateachoftheelement’sintegrationpoints（alsocalledGausspoints）orattheelement’scornernodes,andreportstheratiobetweenthesmallestandthelargest.InthecaseofJacobianevaluationattheGausspoints,valuesof0.7andabovearegenerallyacceptable.Youcanselectwhichmethodofevaluationtouse（Gausspointorcornernode）fromtheCheckElementSettingswindow.

Length（min）

最小长度

—

最小长度，计算使用以下两种方式：

（1）单元最短变长，对于非四面体网格；

（2）从节点到对角边（或面）的最短距离。

Minimumelementlengthsarecalculatedusingoneoftwomethods:

•

Theshortestedgeoftheelement. Thismethodisusedfornon-tetrahedral3-Delements.

•

Theshortestdistancefromacornernodetoitsopposingedge（orface,inthecaseoftetraelements）;referredtoas"heighttoclosestnode".

YoucanchoosewhichmethodtouseintheCheckElementSettingswindow. NotethatthissettingalsoaffectsthecalculationofAspectRatio.

MinimumLength/Size

最小单元长度

—

使用两种方法计算最小单元长度：

（1）最短边长；

（2）节点到对边的高度。

HyperMeshuses2methodstocalculatetheminimumelementsize:

theshortestedge（inwhichthelengthoftheshortestedgeofeachelementisused）andtheheighttoclosestnode（whichismoreaccurate,butmorecomplex）.

HeighttoClosestNode（HCN）iscalculateddifferentlyfordifferentelementtypes.

Fortriangularelements:

Foreachcornernode（i）HyperMeshcalculatestheclosest（perpendicular）distancetotherayincludingtheoppositelegofthetriangle,h（i）.HCN=min（hi）*2/sqrt（3.0）.Thescalingfactor2/sqrt（3.0）ensuresthatforequilateraltriangles,theHCNisthelengthoftheminimumside.

Forquadrilateralelements:

Foreachcornernode,HMcalculatestheclosest（perpendicular）distancestotherayscontainingthelegsofthequadrilateralthatdonotincludethisnode.Thefigureabovedepictstheselengthsasredlines.HeighttoClosestNodeistakentobetheminimumofalleightlinesandthefouredgelengths（thus,theminimumof12possiblelengths）.

skew

面扭曲

三角单元的扭曲度计算方式如下：

从每个节点到对边中点的矢量以及两相邻边中点矢量的最小夹角

Skewoftriangularelementsiscalculatedbyfindingtheminimumanglebetweenthevectorfromeachnodetotheopposingmid-side,andthevectorbetweenthetwoadjacentmid-sidesateachnodeoftheelement.

Theminimumanglefoundissubtractedfromninetydegreesandreportedastheelement’sskew.

Taper

锥度

—

四边形对角节点连线分割成两个三角形。

锥度等于1减去最小三角形面积除以四边形一半面积的比值。

Taperratioforthequadrilateralelementisdefinedbyfirstfindingtheareaofthetriangleformedateachcornergridpoint:

Theseareasarethencomparedtoonehalfoftheareaofthequadrilateral.

HyperMeshthenfindsthesmallestratioofeachofthesetriangularareasto½thequadelement’stotalarea（inthediagramabove,"a"issmallest）. Theresultingvalueissubtractedfrom1,andtheresultreportedastheelementtaper.Thismeansthatasthetaperapproaches0,theshapeapproachesarectangle.

Trianglesareassignedavalueof0,inordertopreventHyperMeshfrommistakingthemforhighly-taperedquadrilateralsandreportingthemas"failed".

Warpage

翘曲度

小于5度

依次沿对角线将四边形分为两个三角形，寻找这两个三角形所在面构成夹角的最大夹角，该角即为WarpAngle。

Thisistheamountbywhichanelement（orinthecaseofsolidelements,anelementface）deviatesfrombeingplanar. Sincethreepointsdefineaplane,thischeckonlyappliestoquads. Thequadisdividedintotwotriasalongitsdiagonal,andtheanglebetweenthetrias’normalsismeasured.

Warpageofuptofivedegreesisgenerallyacceptable.

3D网格质量检查补充参数

MinimumLength/Size

最短边长

使用两种方法计算：

（1）最短变长

（2）节点到对面最短距离。

HyperMeshuses2methodstocalculatetheminimumelementsize:

theshortestedge（inwhichthelengthoftheshortestedgeofeachelementisused）andtheheighttoclosestnode（whichismoreaccurate,butmorecomplex）.

Intheheighttoclosestnodemethod,HyperMeshcalculatestheclosest（perpendicular）distancestotheplanesformedbytheoppositefacesforeachcornernode.

Theresultingminimumlength/sizeistheminimumofallsuchmeasureddistances.

Tetracollapse

网格塌陷

理想值1；

网格塌陷时逼近0；

不小于0.5

四面体网格高度根据四个节点到对面的距离计算，除以面积平方根。

最小的值除以1.24。

网格塌陷，这个值逼近0。

理想的四面体该数值为1。

非四面体单元统一赋值为1，以免Hypermesh误以为质量差的四面体单元。

Theheightofthetetraelementismeasuredfromeachofthefournodestoitsoppositeface,andthendividedbythesquarerootoftheface’sarea.

Theminimumofthefourresultingvalues（onepernode）isthennormalizedbydividingitby1.24. Asthetetracollapses,thevalueapproaches0.0,whileaperfecttetrahasavalueof1.0. Non-tetrahedralelementsaregivenvaluesof1sothatHyperMeshwon’tmistakethemforbadtetraelements.

Vol.AspectRatio

体长宽比

—

取四面体网格最长边除以最短变长

HyperMeshevaluatesTetrahedralelementsbyfindingthelongestedgelengthanddividingitbytheshortestheight（measuredfromanodetoitsopposingface）. Other3-Delements,suchashexelements,areevaluatedbasedontheratiooftheirlongestedgetotheirshortestedge.

VolumeSkew

体扭曲度

0最优

1最差

仅检查四面体单元。

其他单元都被赋值为零。

体扭曲度等于四面体单元体积除以理想四面体体积。

Thischeckappliesonlytotetrahedralelements;allothersareassignedvaluesofzero.VolumeSkewisdefinedas1-shapefactor,soaskewof0isperfectandaskewof1istheworstpossiblevalue.

Theshapefactorforatetrahedralelementisdeterminedbydividingtheelement’svolumebythevolumeofanideal（equilateral）tetrahedronofthesamecircumradius. Inthecaseoftetrahedralelements,thecircumradiusistheradiusofaspherepassingthroughthefourverticesofthetetrahedron.

VolAR

高度与底面积比值