ANSYS14.0 workbench Meshing中文讲义

©2011ANSYS,Inc.September30,20131Release14.014.0ReleaseANSYSMechanical介绍第一部分第四章Mechanical中的网格划分©2011ANSYS,Inc.September30,20132Release14.0概要•这一章，我们将介绍与网格划分相关的操作。•主题:A.整体网格控制B.局部网格控制C.网格划分的故障诊断D.虚拟拓扑E.Workshop4-1,“网格控制”©2011ANSYS,Inc.September30,20133Release14.0Mechanical网格划分对几何模型进行网格划分，生成节点和单元：•在求解过程中,系统自动生成默认网格。•进行求解之前,建议对默认的网格划分添加其他设置.•网格划分得越细,得到的结果越精确，但同时会增加CPU计算时间,并且需要更多的内存存储空间.©2011ANSYS,Inc.September30,20134Release14.0A.整体网格划分控制•基于物理场的网格划分允许用户指定相关的网格划分准则,帮助完成这个物理场分析.其中包括：•结构•电磁•流体•显式算法•不同的分析类型决定了不同的单元类型，在这里,我们仅介绍Mechaniacl的相关内容。©2011ANSYS,Inc.September30,20135Release14.0…整体网格划分控制•Relevance是最基本的整体网格尺寸控制选项，可以在meshdetails的“default”区域进行设置。•“Relevance”设置在–100与+100之间。Relevance为负值=粗糙网格Relevance为正值=精细网格©2011ANSYS,Inc.September30,20136Release14.0…整体网格划分控制•尺寸控制:•这些设置假设“UseAdvancedSizeFunction”为“关闭”状态.•RelevanceCenter:设置“Relevance”滑块控制中点。•ElementSize:定义在整体模型中的最大单元尺寸。•对于大多数静态结构应用，默认值对于整体控制是足够的。粗糙精细中间-100+1000-100+1000相关性中心©2011ANSYS,Inc.September30,20137Release14.0…整体网格划分控制•AdvancedSizeFunctions也可以控制整体网格尺寸，可在meshdetails中激活。•虽然大多数的控制方法超出了本次课程的介绍范围，我们将解释一些advancedsizecontrols控制。如前所述，线性静态分析类型不和一些高级分析（例如，非线性，瞬态热分析等）相同,需要高要求的网格划分。•三种advancedsizecontrols方法可以运用：proximity,curvature及fixed（proximity和curvature可以组合使用）。©2011ANSYS,Inc.September30,20138Release14.0…整体网格划分控制“Fixed”尺寸控制功能可以对最小和最大的单元尺寸进行控制。“Curvature”功能可以解决几何中遇到的曲率问题。对于包含大量弯曲特性的模型，这个控制功能可以替代局部控制,来细化网格模型。包含大量线性特性的模型，这些控制对其影响很小。Curvature=20deg.Curvature=75deg.©2011ANSYS,Inc.September30,20139Release14.0…整体网格划分控制“Proximity”可以用来调整模型的网格密度,其中这些模型的特征相近。它提供了一个快捷的方法来加密所有区域的网格，避免了大量局部控制的应用。正如前面所提到的,“proximity”和“curvature”可以进行组合。控制类型的选择取决于需要进行网格划分的几何体。NumCells=2NumCells=5©2011ANSYS,Inc.September30,201310Release14.0…整体网格划分控制再一次强调，一些高级网格设置超出了培训课程的范围(或适用于其他物理场)。只有少数控制方法会应用在线性静态分析中。形状检查:•StandardMechanical–线性压力、模态和热分析。•aggressiveMechanical–大变形和材料非线性。•重新划分次数:如果检查到单元的质量很不理想，将重新划分为精度更高的网格。©2011ANSYS,Inc.September30,201311Release14.0B.局部网格划分控制•局部的MeshControls（网格控制）可以应用于几何选择或命名选择。只有在网格划分界面下，这些功能才可行。•可行的控制包括：•MethodControl（方法控制）•SizingControl（大小控制）•ContactSizingControl（接触尺寸控制）•RefinementControl（加密控制）•MappedFaceMeshing（面映射网格划分）•MatchControl（匹配控制）•InflationControl（边界层控制）•PinchControl（修剪控制）©2011ANSYS,Inc.September30,201312Release14.0…局部网格划分控制:方法Method控制：提供了划分实体模型的相关选项:Automatic（默认选项）：•若可以的话，几何实体将被扫掠划分网格。否则，将使用Tetrahedrons分支下的PatchConforming网格划分器•接下来...©2011ANSYS,Inc.September30,201313Release14.0Tetrahedrons:•完全进行四面体网格划分(Mechanical不常用)。•可使用片相关或片无关网格划分准则。…局部网格划分控制:方法PatchConformingPatchIndependent基本几何©2011ANSYS,Inc.September30,201314Release14.0HexDominant:创造一个自由HexDominant网格:推荐用于大规模规则体积的体网格划分。不推荐用于薄或极其复杂的几何形状。适用于不能被扫掠的体网格划分。采用Hex-Dominated网格划分的实体模型：Tetrahedrons（四面体）–443(9%)Hexahedron（六面体）–2801(62%)Wedge（楔形体）–124(2%)Pyramid（锥体）–1107(24%)…局部网格控制：方法©2011ANSYS,Inc.September30,201315Release14.0•扫掠划分（六面体或者楔形）:•起始面选择:手动选择扫掠的起始面/终止面，或者使用mesher进行选择。•可包含尺寸控制和/或扫掠偏置。…局部网格划分控制:方法源面目标面注意：如图所示几何有六种不同的扫掠方向。©2011ANSYS,Inc.September30,201316Release14.0…局部网格划分控制：方法Multizone方法:•patchindependentmesher自动分解几何体,从而完成扫掠网格划分（正如某些用户可能会切分模型,方便划分网格）。StandardFreeMeshMultiZoneMesh©2011ANSYS,Inc.September30,201317Release14.0…局部网格划分控制:尺寸•尺寸（3种配置）:•单元尺寸（单元边长）或者切分份数。•SphereofInfluence（参看下一页）–“Soft”控制可以被其它网格控制覆盖，而“Hard”控制不会。EntityElementSize#ofElem.DivisionSphereofInfluenceBodiesxxFacesxxEdgesxxxVerticesx©2011ANSYS,Inc.September30,201318Release14.0…局部网格划分控制:尺寸•Sphereofinfluence:•使用局部坐标系确定中心。•Sphere内的所有在指定范围内的实体都会受到网格大小设置的影响。一个局部的坐标系用于定位sphere的中心注意，只有一个面被包含在网格控制范围内。©2011ANSYS,Inc.September30,201319Release14.0…局部网格划分控制:接触尺寸•ContactSizing：对于面面接触或面边接触区域，在接触面上生成大小相似的单元。•可以指定“ElementSize”或“Relevance”–可以拖放一个接触区域对象到“mesh”分支，作为一种快捷方式。©2011ANSYS,Inc.September30,201320Release14.0…局部网格划分控制:细化网格•细化网格:•通过整体和局部尺寸设置划分初始网格,然后在指定位置进行网格细化。(最大数值为3）。图示例子中，左边范围的加密程度为2。©2011ANSYS,Inc.September30,201321Release14.0…局部网格划分控制:映射网格•面映射网格划分：在面上生成规则的网格：•对于面实体，三角形映射划分和四边形映射划分都可行。•高级选项内容参照下一张幻灯片....©2011ANSYS,Inc.September30,201322Release14.0•对于某些几何，如果没有明显的映射形式，映射网格会划分失败。•通过指定边，拐角或者结束点就可以生成一个映射面。…局部网格划分控制：映射网格原始映射失败，旁边显示网格的控制。通过设置面和结点，映射网状成功划分形成标准映射网格。©2011ANSYS,Inc.September30,201323Release14.0…局部网格划分控制:边界层•边界层控制：沿指定边界添加边界层。提示：Inflation更常用在CFD和EMAG中，但可能对结构应用中的应力集中等问题也有帮助。©2011ANSYS,Inc.September30,201324Release14.0…局部网格划分控制:裁剪•裁剪：允许删除很短的线和点来去除小的特征。•Master:保留原有几何特征的几何模型。•Slave：几何特征发生改变,并向master移动。•可以是自动的（网格划分细节）或局部的（添加匹配控制分支）。注意，在网格分支下的“Defeaturing”部分进行整体裁剪控制设置。©2011ANSYS,Inc.September30,201325Release14.0C.网格故障诊断网格度量（可在在“statistics”中选择）：•在图中选择单个bar单元,图形化显示这些单元,进行查看。注意，网格度量可以在ANSYS文档中的“MeshingUser’sGuide”中查阅。©2011ANSYS,Inc.September30,201326Release14.0...网格故障诊断•如果mesher不能执行网格划分任务，将弹出一条错误信息:•双击状态栏的信息区域,打开信息窗口。•双击单独的信息,在不同的窗口中分别查看错误信息。如果可能地话，Mechanical可以以图形方式显示问题区域（RMB信息窗口）。使用wireframeview可以更方便找到发生错误的区域。©2011ANSYS,Inc.September30,201327Release14.0D.虚拟拓扑•VirtualTopology：将面和边进行整合,用于进行网格控制：•把“VirtualTopology”添加到“Model”分支上。•一个“VirtualCell”（虚拟子块）是将一组相邻的面组合在一起,作为一个单独的面来处理。•在网格划分过程中，原始面内部的线会被永久忽略。•虚拟子块可以通过点击鼠标右键自动生成:–“Behavior”控制着自动执行MergeFaceEdges的程度。•通过选择所需表面,以及鼠标右键的操作RMBInsertVirtualCell,可以手动生成VirtualCell.•注意:关于虚拟拓扑的更多内容,将在ANSYSMechanical的第二部分培训课程中进行介绍。•例子...©2