【正文】 21ANSYS網(wǎng)格劃分簡(jiǎn)介Introduction to the ANSYS Meshing Application22Training ManualANSYS網(wǎng)格劃分應(yīng)用程序概述?Workbench中 ANSYS Meshing應(yīng)用程序的目標(biāo)是提供通用的 網(wǎng)格劃分格局。網(wǎng)格劃分工具可以在任何分析類型中使用 :–FEA Simulations? 結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)分析? 顯示動(dòng)力學(xué)分析– AUTODYN– ANSYS LS DYNA? 電磁分析–CFD 分析? ANSYS CFX? ANSYS FLUENTIntroduction to the ANSYS Meshing Application23Training Manual網(wǎng)格詳述目的– 對(duì) CFD (流體 ) 和 FEA (結(jié)構(gòu) ) 模型 實(shí)現(xiàn)離散化 。 – 劃分網(wǎng)格的目的是把求解域分解成可得到精確解的適當(dāng)數(shù)量的 單元 .– 3D網(wǎng)格的基本形狀有 :集流管例子 : 熱應(yīng)力氣流分析的外部鑄件和內(nèi)部流體的網(wǎng)格劃分四面體(非結(jié)構(gòu)化 網(wǎng)格 )六面體(通常 為 結(jié)構(gòu) 化網(wǎng)格 )棱柱 (四面體網(wǎng)格被 拉伸時(shí)形成 )棱錐 (四面體和六面體之間的過(guò)渡 )Introduction to the ANSYS Meshing Application24Training Manual網(wǎng)格詳述需考慮的事項(xiàng)? 細(xì)節(jié) : – 多少幾何細(xì)節(jié)是和物理分析有關(guān)的– 不必要的細(xì)節(jié)會(huì)大大增加分析需求? 細(xì)化– 哪些是復(fù)雜應(yīng)力梯度區(qū)域？這些區(qū)域需要高密度的網(wǎng)格 .有必要?jiǎng)澐诌@里的網(wǎng)格嗎？流體邊界層的網(wǎng)格在螺栓孔附近進(jìn)行網(wǎng)格細(xì)化Introduction to the ANSYS Meshing Application25Training Manual網(wǎng)格詳述? 質(zhì)量– 復(fù)雜幾何區(qū)域的網(wǎng)格單元會(huì)變扭曲 。 劣質(zhì)的單元會(huì)導(dǎo)致劣質(zhì)的結(jié)果，或者在某些情況無(wú)結(jié)果 !– 有很多方法來(lái)檢查單元網(wǎng)格質(zhì)量 (mesh metrics*)。 例如 ， 一個(gè)重要的度量是單元畸變度（ Skewness ） ?；兌仁菃卧鄬?duì)其理想形狀的相對(duì)扭曲的度量，是一個(gè)值在 0 (極好的 ) 到 1 (無(wú)法接受的 )之間的比例因子 . Excellent very good good acceptable bad Unacceptable*更多檢查網(wǎng)格的信息在培訓(xùn)講稿的附錄文件中。Introduction to the ANSYS Meshing Application26Training ManualCFD網(wǎng)格劃分問(wèn)題?CFD網(wǎng)格– 細(xì)化網(wǎng)格來(lái)捕捉關(guān)心的梯度? 例如 . 速度 , 壓力 ,溫度 , 等 .– 網(wǎng)格的質(zhì)量和平滑度對(duì)結(jié)果的精確度至關(guān)重要? 這導(dǎo)致較大的網(wǎng)格數(shù)量 , 經(jīng)常數(shù)百萬(wàn)的單元– 大部分可劃分為四面體網(wǎng)格 , 但六面體單元仍然是首選的– CFD網(wǎng)格的四面體單元通常是一階的 (單元邊上不包含中節(jié)點(diǎn) )Introduction to the ANSYS Meshing Application27Training Manual網(wǎng)格類型? 四面體網(wǎng)格和四面體 /棱柱混合網(wǎng)格Introduction to the ANSYS Meshing Application28Training Manual網(wǎng)格類型? 六面體網(wǎng)格Introduction to the ANSYS Meshing Application29Training Manual網(wǎng)格劃分程序 (結(jié)構(gòu) , CFD, 等 )。自動(dòng)生成相關(guān)物理環(huán)境的網(wǎng)格 (如 FLUENT, CFX, 或 Mechanical) (尺寸 , 控制 , 膨脹 , 等 .)Introduction to the ANSYS Meshing Application210Training ManualANSYS網(wǎng)格劃分應(yīng)用程序流程?ANSYS網(wǎng)格劃分應(yīng)用程序使用 ‘分割 ’ 的方法?幾何體的各個(gè)部件可以使用不同的網(wǎng)格劃分方法–不同部件的體的網(wǎng)格可以不匹配或不一致–單個(gè)部件的體的網(wǎng)格匹配或一致?所有網(wǎng)格將寫入共同的中心數(shù)據(jù)庫(kù)?3D 和 2D 幾何存在很多不同的網(wǎng)格劃分方法211網(wǎng)格劃分方法Introduction to the ANSYS Meshing Application212Training Manual3D 幾何網(wǎng)格劃分方法?3D 幾何有六種不同網(wǎng)格劃分方法 :–自動(dòng)劃分–四面體 ? Patch Conforming? Patch Independent–(ICEM CFD Tetra algorithm)– 掃掠劃分– 多區(qū)– 六面體支配的 – CFX網(wǎng)格Introduction to the ANSYS Meshing Application213Training Manual2D幾何網(wǎng)格劃分方法?面體或殼 2D幾何有四種不同網(wǎng)格劃分方法 : – 自動(dòng)的 (四邊形支配 )– 三角形– 均勻四邊形和三角形– 均勻四邊形Introduction to the ANSYS Meshing Application214Training Manual幾何要求? 所有的 3D 網(wǎng)格劃分方法要求組成的幾何為實(shí)體? 如果輸入一個(gè)由面體組成的幾何，需要在 ANSYS網(wǎng)格劃分應(yīng)用程序中生成3D網(wǎng)格，就需要額外的步驟將其轉(zhuǎn)換為 3D 實(shí)體 (盡管表面體可以由表面網(wǎng)格劃分法來(lái)劃分 )Introduction to the ANSYS Meshing Application215Training Manual四面體網(wǎng)格? 優(yōu)點(diǎn)– 任意體總可以用四面體網(wǎng)格– 可以快速 , 自動(dòng)生成 , 并適用于復(fù)雜幾何– 在關(guān)鍵區(qū)域容易使用曲度和近似尺寸功能自動(dòng)細(xì)化網(wǎng)格– 可使用膨脹細(xì)化實(shí)體邊界附近的網(wǎng)格 (邊界層 識(shí)別 )? 缺點(diǎn)– 在近似網(wǎng)格密度情況下，單元和節(jié)點(diǎn)數(shù)高于六面體網(wǎng)格– 一般不可能使網(wǎng)格在一個(gè)方向排列– 由于幾何和單元性能的非均質(zhì)性，不適合于薄實(shí)體或環(huán)形體Introduction to the ANSYS Meshing Application216Training ManualPatch Conforming 四面體?Patch Conforming 算法的四面體方法– 考慮面和它們的邊界 (邊和頂點(diǎn) ) – 包含膨脹因子的設(shè)定 , 控制四面體邊界尺寸的內(nèi)部增長(zhǎng)率– 包括 CFD的 膨脹 層或邊界層識(shí)別– 同一個(gè)組建中可和體掃掠方法混合使用 –產(chǎn)生一致的網(wǎng)格四面體網(wǎng)格掃掠網(wǎng)格棱柱四面體棱錐單元形狀I(lǐng)ntroduction to the ANSYS Meshing Application217Training ManualPatch Conforming 四面體實(shí)例考慮面 (和邊 )圓孔的識(shí)別Introduction to the ANSYS Meshing Application218Training ManualPatch Independent四面體?Patch Independent (ICEM CFD Tetra)算法的四面體方法– 如沒(méi)有載荷 ,邊界條件或其它作用，面和它們的邊界 (邊和頂點(diǎn) ) 不必考慮– 適用于粗糙的網(wǎng)格或生成更均勻尺寸的網(wǎng)格– ANSYS Meshing Application可以非常方便的生成四面體網(wǎng)格– ANSYS Meshing Application 標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)格尺寸控制– Tetra 部分也有 膨脹 應(yīng)用粗糙網(wǎng)格，忽略表面模型細(xì)節(jié)處CFD膨脹層應(yīng)用棱柱四面體棱錐單元形狀I(lǐng)ntroduction to the ANSYS Meshing Application219Training ManualPatch Independent 四面體? 對(duì) CAD 許多面的修補(bǔ)有用 , 碎面、短邊、差的面參數(shù)等。? 用四面體方法 , 設(shè)置Algorithm為 Patch Independent? 如沒(méi)有載荷或命名選項(xiàng)，面和邊 不必要考慮? 這里除設(shè)置 curvature 和 proximity外， 對(duì)所關(guān)心的細(xì)節(jié)部位有額外的設(shè)置鄰近的面 小孔Int