ansys_workbench_15.0_网格划分

网格划分（Mesh）AdvancedContact&FastenersTrainingManual1.Meshing网格划分概述-参数化：参数驱动系统，可以基于优化设计模块，研究网格对求解精度的影响；-稳定性：模型通过系统参数进行更新；-高度自动化：仅需要有限的输入信息即可完成基本的分析类型；-灵活性：能够对结果网格添加控制和影响（完全控制建模/分析）；-物理相关：根据物理环境的不同，系统自动建模和分析的物理系统；-自适应结果：适应用户程序的开发系统——CADneutralmeshingnetralsolverneutral-集成了行业最好的网格划分源程序：ICEMCFD;TGrid；GAMBIT；CFX等AdvancedContact&FastenersTrainingManualWorkbench中的Meshing应用程序的目标是提供通用的网格划分格局。网格划分工具可以在任何分析类型中使用：—FEASimulations1）结构动力学分析2）显示动力学分析3）电磁分析—CFD分析1）CFX2）FLUENT1.Meshing网格划分概述AdvancedContact&FastenersTrainingManual网格划分目的：•在节点处建立方程–求解域被划分成有限个离散的单元。网格划分的基本要求：•网格划分效率与求解精度—对于模型中应力集中处和几何特征细节处需要进行网格细化。网格划分质量：—网格划分质量直接影响到求解的精度和求解的稳定性。1.Meshing网格划分概述AdvancedContact&FastenersTrainingManual2.单元网格划分方法（三维模型）Tetrahedrons-只产生四面体网格Sweep-产生金子塔单元或六面体单元MultiZone-主要产生六面体单元，也可以产生金字塔单元，四面体单元和棱柱单元；HexDominant-主要使用六面体和棱柱单元，也可以产生四面体和金字塔单元Automatic根据几何模型复杂程度联合使用四面体划分方法和扫描方法实现。AdvancedContact&FastenersTrainingManual2.单元AdvancedContact&FastenersTrainingManual3.网格控制1、PhysicsBasedSettings-设置网格划分的物理环境2、GlobalMeshSizingControls-RelevanceandRelevanceCenter(网格相关度和相关度中心)-AdvancedSizeFunctions（高级尺寸函数）-SmoothingandTransition（网格平滑和过渡）-SpanAngleCenter（跨度角中心）3、Inflation（膨胀率）4、PatchConfirmingOptions（网格修补选项）5、Advanced（网格高级选项）6、Defeaturing（模型修正）7、Statistics（网格信息统计）AdvancedContact&FastenersTrainingManual3.网格控制-选择物理环境划分流体模型网格划分固体模型网格AdvancedContact&FastenersTrainingManual3.网格控制-总体尺寸控制-网格相关度基于网格相关度控制网格密度的方法，设置的单元尺寸对于网格密度有着重要的影响！AdvancedContact&FastenersTrainingManual3.网格控制-总体尺寸控制-高级尺寸函数AdvancedSizingFunctions(ASF)-该项功能用于控制接近表面区域和具有高曲率区域的网格生长和分布高级尺寸函数有五个选项：-关闭高级尺寸函数（off）-ProximityandCurvature-Curvature-Proximity-FixedAdvancedContact&FastenersTrainingManual3.网格控制-总体尺寸控制-高级尺寸函数Curvature尺寸控制函数-该函数基于模型中的曲率信息控制网格，主要作用于模型中的孔，洞和缺陷处。该函数有5个控制参数：CurvatureNormalAngle-曲率法向角度MinSize-总体最小尺寸MaxFace–面上最大尺寸MaxSize-总体最大尺寸GrowthRate-网格生长率AdvancedContact&FastenersTrainingManual3.网格控制-总体尺寸控制-高级尺寸函数曲率尺寸函数网格划分算法，基于五个参数控制网格密度，单元以模型中的孔洞为起始处，起始处的网格大小由曲率法向角度和最小尺寸共同控制，并且最小尺寸占主导，即当最小尺寸小于曲率法向角度的单元尺寸时，单元大小由曲率法向决定，否则由单元最小尺寸控制；单元按照生长率参数向外扩展，模型最外侧的单元尺寸由最大尺寸和生长率共同控制。AdvancedContact&FastenersTrainingManual3.网格控制-总体尺寸控制-高级尺寸函数Proximity尺寸控制函数-该函数基于模型边缘特征控制网格，主要作用于模型中的所有边缘，该函数有6个控制参数：ProximityAccuracy-临近边缘精度参数；NumCellsAcrossGap-间隙截面单元数量；ProximityMinSize-边缘最小尺寸；MaxFace–面上最大尺寸；MaxSize-总体最大尺寸；GrowthRate-网格生长率；AdvancedContact&FastenersTrainingManual3.网格控制-总体尺寸控制-高级尺寸函数边缘特征尺寸控制函数，使用6个参数控制模型网格，该参数以模型的边缘作为网格划分初始处，初始处的网格尺寸由NumCellsAcrossGap和ProximityMinSize，控制规律与曲率尺寸函数控制原理相同。AdvancedContact&FastenersTrainingManual3.网格控制-总体尺寸控制-高级尺寸函数同时激活Proximity和Curvature函数，用户激活该选项后，程序同时考虑模型中的空洞和边缘控制，激活后主要有8个控制参数。网格尺寸从模型的边缘和模型中的空洞开始计算，这些初始单元尺寸由曲率法向角度，间隙截面单元数量，总体单元最小尺寸，边缘最小尺寸同控制。AdvancedContact&FastenersTrainingManual3.网格控制-总体尺寸控制-高级尺寸函数AdvancedContact&FastenersTrainingManual3.网格控制-总体尺寸控制-高级尺寸函数将高级尺寸函数选项设置为Fixed，激活该选项后，导致没有局部网格细化，局部网格尺寸必须有其他网格控制参数来设定，对于这个选项，一共有4个控制，其中只有最大面尺寸起到主导控制作用。AdvancedContact&FastenersTrainingManual3.网格控制-总体尺寸控制-高级尺寸函数将高级尺寸函数选项设置为Off，则程序在网格划分过程中，不使用高级尺寸函数，而是通过ElementSize，InitialSizeSeed,Smoothing，Transition和SpanAngleCenter这五个参数共同控制总体尺寸。AdvancedContact&FastenersTrainingManual3.网格控制-总体尺寸控制-其它控制参数ElementSize-该参数用于控制网格划分过程中最大单元尺寸；InitialSizeSeed（初始尺寸种子）-控制每一个部件的初始网格种子；-如果定义单元尺寸则被忽略；-ActiveAssembly:基于这个设置，初始种子放入未抑制部件。网格可以改变-FullAssembly:基于这个设置，初始种子放入所有装配部件，不管抑制部件的数量。由于抑制部件网格不改变。-Part：基于这个设置，初始种子在网格划分时放入个别特殊部件。由于抑制部件网格不改变。AdvancedContact&FastenersTrainingManual3.网格控制-总体尺寸控制-其它控制参数Smoothing（平滑）-平滑网格是通过移动周围节点和单元的节点位置来改进网格质量。下列选项和网格划分器开始平滑的门槛尺度一起控制平滑迭代次数。程序有三个选项：低水平；中等；高度光滑Transition（过渡）-过渡控制临近单元增长比Slow-缓慢产生网格过渡；Hign-快速产生网格过渡SpanAngleCenter（跨度中心角）-设定基于边的细化的曲度目标。网格在弯曲区域细分，直到单独单元跨越这个角。有以下几种选择；粗糙：-91度到60度中等：-75度到24度细化：-36度到12度AdvancedContact&FastenersTrainingManual3.网格控制-总体尺寸控制-其它控制参数AdvancedContact&FastenersTrainingManual3.网格控制-网格修补选项网格修补选项只有一个三角表面网格划分器设置选项。对于三角表面网格划分器，存在两个选项：程序控制和高级前缘，程序控制选项为默认选项。-如果选择程序控制选项，则程序根据模型表面形状，来确定是否使用三角剖分法（Delaunay）或高级前缘（advancingfront）算法；-如果选择高级前缘算法，则程序优先使用高级前缘算法，如果网格划分过程中失败，则自动转换为三角剖分算法。-高级前缘算法比三角剖分算法能够为几何模型提供更光滑的过渡！AdvancedContact&FastenersTrainingManual3.网格控制-网格修补选项ProgramControlledadvancingfrontAdvancedContact&FastenersTrainingManual3.网格控制-高级选项高级选项控制包括以下7个选项：-形状检查（ShapeChecking）;-单元中间节点位置选项（ElementMidsideNodes）-直线侧边单元选项（StraigntSidedElement）-网格重分次数（NumberofRetries）-对于装配体是否打开额外的网格重分（ExtraRetriesForAssembly）-刚体行为（RigidBodyBehavior）-网格扭曲（MeshMorphing）AdvancedContact&FastenersTrainingManual3、网格控制-网格信息统计查看网格划分的质量，提供详尽的质量度量列表，如表所示，ANSYS，可以查看网格度量图表，能够直观地在该图表下进行各种选项控制，AdvancedContact&FastenersTrainingManual3、网格控制-网格信息统计（1）单元质量【ElementQuality】：除了线单元和点单元以外，基于给定单元的体积与边长的比值计算模型中的单元质量因子，该选项提供一个综合的质量度量标准，范围为0～1，1代表完美的正方体或正方形，0代表单元体积为零或负值。AdvancedContact&FastenersTrainingManual3、网格控制-网格信息统计（2）纵横比【AspectRatio】：纵横比对单元的三角形或四边形顶点计算长宽比，参见图，理想单元的纵横比为1，对于小边界、弯曲形体、细薄特性和尖角等，生成的网格中会有一些边远远长于另外一些边。结构分析应小于20，如四边形单元警告限值为20，错误限值为1E6。AdvancedContact&FastenersTrainingManual3、网格控制-网格信息统计（3）雅克比率【JacobianRatio】：除了线性的三角形及四面体单元，或者完全对中的中间节点的单元以外，雅可比率计算所有其他单元，高雅克比率代表单元空间与真实空间的映射极度失真，参见图。雅可比率检查同样大小尺寸下，二次单元比线性单元更能精确地匹配弯曲几何体。单元边界上的中边节点被放置在模型的真实几何体上。在尖劈或弯曲边界，将中边节点放在真实几何体上则会导致产生边缘相互叠加的扭曲单元。一个极端扭曲单元的雅可比行列式是负的，而具有负雅可比行列式