第九章 网格划分
Deform网格划分原则及方法
[原]Deform网格划分原则及方法2009-04-04 23:48引言：划分网格是建立有限元模型的一个重要环节，它要求考虑的问题较多，需要的工作量较大，所划分的网格形式对计算精度和计算规模将产生直接影响。
为建立正确、合理的有限元模型，这里介绍网格划分时的一些基本原则及方法。
关键词：Deform 网格局部细化一、网格划分的原则1 网格数量网格数量的多少将影响计算结果的精度和计算规模的大小。
一般来讲，网格数量增加，计算精度会有所提高，但同时计算规模也会增加，所以在确定网格数量时应权衡两个因数综合考虑。
图1中的曲线1表示结构中的位移随网格数量收敛的一般曲线，曲线2代表计算时间随网格数量的变化。
可以看出，网格较少时增加网格数量可以使计算精度明显提高，而计算时间不会有大的增加。
当网格数量增加到一定程度后，再继续增加网格时精度提高甚微，而计算时间却有大幅度增加。
所以应注意增加网格的经济性。
实际应用时可以比较两种网格划分的计算结果，如果两次计算结果相差较大，可以继续增加网格，相反则停止计算。
图1 位移精度和计算时间随网格数量的变化在决定网格数量时应考虑分析数据的类型。
在静力分析时，如果仅仅是计算结构的变形，网格数量可以少一些。
如果需要计算应力，则在精度要求相同的情况下应取相对较多的网格。
在热分析中，结构内部的温度梯度不大，不需要大量的内部单元，这时可划分较少的网格。
2 网格疏密网格疏密是指在结构不同部位采用大小不同的网格，这是为了适应计算数据的分布特点。
在计算数据变化梯度较大的部位(如应力集中处)，为了较好地反映数据变化规律，需要采用比较密集的网格。
而在计算数据变化梯度较小的部位，为减小模型规模，则应划分相对稀疏的网格。
这样，整个结构便表现出疏密不同的网格划分形式。
图2是中心带圆孔方板的四分之一模型，其网格反映了疏密不同的划分原则。
小圆孔附近存在应力集中，采用了比较密的网格。
板的四周应力梯度较小，网格分得较稀。
网格划分原则
有限元分析中的网格划分好坏直接关系到模型计算的准确性。
本文简述了网格划分应用的基本理论，并以ANSYS限元分析中的网格划分为实例对象，详细讲述了网格划分基本理论及其在工程中的实际应用，具有一定的指导意义。
1 引言ANSYS有限元网格划分是进行数值模拟分析至关重要的一步，它直接影响着后续数值计算分析结果的精确性。
网格划分涉及单元的形状及其拓扑类型、单元类型、网格生成器的选择、网格的密度、单元的编号以及几何体素。
从几何表达上讲，梁和杆是相同的，从物理和数值求解上讲则是有区别的。
同理，平面应力和平面应变情况设计的单元求解方程也不相同。
在有限元数值求解中，单元的等效节点力、刚度矩阵、质量矩阵等均用数值积分生成，连续体单元以及壳、板、梁单元的面内均采用高斯（Gauss）积分，而壳、板、梁单元的厚度方向采用辛普生（Simpson）积分。
辛普生积分点的间隔是一定的，沿厚度分成奇数积分点。
由于不同单元的刚度矩阵不同，采用数值积分的求解方式不同，因此实际应用中，一定要采用合理的单元来模拟求解。
2 ANSYS网格划分的指导思想ANSYS网格划分的指导思想是首先进行总体模型规划，包括物理模型的构造、单元类型的选择、网格密度的确定等多方面的内容。
在网格划分和初步求解时，做到先简单后复杂，先粗后精，2D单元和3D单元合理搭配使用。
为提高求解的效率要充分利用重复与对称等特征，由于工程结构一般具有重复对称或轴对称、镜象对称等特点，采用子结构或对称模型可以提高求解的效率和精度。
利用轴对称或子结构时要注意场合，如在进行模态分析、屈曲分析整体求解时，则应采用整体模型，同时选择合理的起点并设置合理的坐标系，可以提高求解的精度和效率，例如，轴对称场合多采用柱坐标系。
有限元分析的精度和效率与单元的密度和几何形状有着密切的关系，按照相应的误差准则和网格疏密程度，避免网格的畸形。
在网格重划分过程中常采用曲率控制、单元尺寸与数量控制、穿透控制等控制准则。
网格划分方法
网格划分的几种基本处理方法学习2010-01-10 17:13:52 阅读48 评论0 字号：大中小贴体坐标法：贴体坐标是利用曲线坐标，并使其坐标线与燃烧室外形或复杂计算区域边界重合，这样所有边界点能够用网格点来表示，不需要任何插值。
一旦贴体坐标生成通过变换，偏微分方程求解可以不在任意形状的物理平面上，而在矩形或矩形的组合（空间问题求解域为长方体或它们的组合）转换平面上进行。
这样计算与燃烧室外形无关，也与在物理平面上网格间隔无关。
而是把边界条件复杂的问题转换成一个边界条件简单的问题；这样不仅可避免因燃烧室外形与坐标网格线不一致带来计算误差，而且还可节省计算时间和内存，使流场计算较准确，同时方便求解，较好地解决了复杂形状流动区域的计算，在工程上比较广泛应用。
区域法：虽然贴体坐标系可以使坐标线与燃烧室外形相重合，从而解决复杂流动区域计算问题。
但有时实际流场是一个复杂的多通道区域，很难用一种网格来模拟，生成单域贴体网格，即使生成了也不能保证网格质量，影响流场数值求解的效果。
因此，目前常采用区域法或分区网格，其基本思想是，根据外形特点把复杂的物理域或复杂拓扑结构的网格，分成若干个区域，分别对每个子区域生成拓扑结构简单的网格。
由这些子区域组合而成的网格，或结构块网格。
对区域进行分区时，若相邻两个子域分离边界是协调对接，称为对接网格；若相邻两子域有相互重叠部分，则此分区网格称为重叠网格。
根据实际数值模拟计算的需要，把整个区域（燃烧室）分成几个不同的子区域，并分别生成网格。
这样不仅可提高计算精度，而且还可节省计算机内存，提高收敛精度。
但是计算时，必须考虑各区域连接边界处耦合以及变量信息及时、准确地传递问题。
处理各个区域连接有多种方法，其中一个办法是在求解各变量时各区域可以单独求解若干次而对压力校正方程．设压力校正值在最初迭代时为零，为了保证流量连续各个区域应同时求解，然后对各个速度和压力进行校正。
或者采用在两个区域交界处有一个重叠区，两个区域都对重叠区进行计算，重叠区一边区域内的值，要供重叠区另一边区域求解时用。
网格划分
– – –
Model shown is from a sample Inventor assembly.
ANSYS Workbench - DesignModeler ANSYS Workbench - DesignModeler ANSYS Workbench - DesignModeler ANSYS Workbench - DesignModeler ANSYS Workbench - DesignModeler ANSYS Workbench - DesignModeler ANSYS Workbench - DesignModeler ANSYS Workbench - DesignModeler ANSYS Workbench - DesignModeler ANSYS Workbench - DesignModeler ANSYS Workbench - DesignModeler ANSYS Workbench - DesignModeler ANSYS Workbench ANSYS Workbench ANSYS Workbench ANSYS Workbench ANSYS Workbench ANSYS Workbench ANSYS Workbench ANSYS Workbench ANSYS Workbench ANSYS Workbench ANSYS Workbench ANSYS Workbench ANSYS Workbench - DesignModeler ANSYS Workbench - DesignModeler ANSYS Workbench - DesignModeler ANSYS Workbench - DesignModeler ANSYS Workbench - DesignModeler ANSYS Workbench - DesignModeler ANSYS Workbench - DesignModeler ANSYS Workbench - DesignModeler ANSYS Workbench - DesignModeler ANSYS Workbench - DesignModeler ANSYS Workbench - DesignModeler ANSYS Workbench - DesignModeler ANSYS Workbench ANSYS Workbench ANSYS Workbench ANSYS Workbench ANSYS Workbench ANSYS Workbench ANSYS Workbench ANSYS Workbench ANSYS Workbench ANSYS Workbench ANSYS Workbench ANSYS Workbench
网格划分原则
有限元分析中的网格划分好坏直接关系到模型计算的准确性。
本文简述了网格划分应用的基本理论，并以ANSYS限元分析中的网格划分为实例对象，详细讲述了网格划分基本理论及其在工程中的实际应用，具有一定的指导意义。
1 引言ANSYS有限元网格划分是进行数值模拟分析至关重要的一步，它直接影响着后续数值计算分析结果的精确性。
网格划分涉及单元的形状及其拓扑类型、单元类型、网格生成器的选择、网格的密度、单元的编号以及几何体素。
从几何表达上讲，梁和杆是相同的，从物理和数值求解上讲则是有区别的。
同理，平面应力和平面应变情况设计的单元求解方程也不相同。
在有限元数值求解中，单元的等效节点力、刚度矩阵、质量矩阵等均用数值积分生成，连续体单元以及壳、板、梁单元的面内均采用高斯（Gauss）积分，而壳、板、梁单元的厚度方向采用辛普生（Simpson）积分。
辛普生积分点的间隔是一定的，沿厚度分成奇数积分点。
由于不同单元的刚度矩阵不同，采用数值积分的求解方式不同，因此实际应用中，一定要采用合理的单元来模拟求解。
2 ANSYS网格划分的指导思想ANSYS网格划分的指导思想是首先进行总体模型规划，包括物理模型的构造、单元类型的选择、网格密度的确定等多方面的内容。
在网格划分和初步求解时，做到先简单后复杂，先粗后精，2D单元和3D单元合理搭配使用。
为提高求解的效率要充分利用重复与对称等特征，由于工程结构一般具有重复对称或轴对称、镜象对称等特点，采用子结构或对称模型可以提高求解的效率和精度。
利用轴对称或子结构时要注意场合，如在进行模态分析、屈曲分析整体求解时，则应采用整体模型，同时选择合理的起点并设置合理的坐标系，可以提高求解的精度和效率，例如，轴对称场合多采用柱坐标系。
有限元分析的精度和效率与单元的密度和几何形状有着密切的关系，按照相应的误差准则和网格疏密程度，避免网格的畸形。
在网格重划分过程中常采用曲率控制、单元尺寸与数量控制、穿透控制等控制准则。
网格划分（Meshgeneration）
网格划分（Mesh generation）完成/清晰/ prep7等，1，plane82K，1K，2,8K，3,7,6K，4,1,6一、1、2、3、4esize，1属性值，1mshkey，0所有的网格，完成/清晰/ prep7等，1，plane82 cyl4，，，4，，8,60 lesize，，，，2属性值，0 mshkey，1 mshmid，0所有的网格，完成/清晰/ prep7等，1，plane82 K，1K，10K，3,11,6K，4,6,15K，5，- 1k，6，4*做的事，我，1,5 l，I，i + 1* enddoL，6铝，所有esize，3属性值，0地图，1,2,5,4,3,1 完成/清晰/ prep7等，1，plane82 K，1K，10，1K，3,8,6K，4,1,3一、1、2、3、4 lesize，1，，，8 lesize，3，，，3 lesize，4，，，7 lesize，2，，，2 属性值，0,2d mshkey，1所有的网格，完成/清晰/ prep7等，1，plane82 K，1K，10，1K，3,8,6K，4,1,3一、1、2、3、4 lesize，1，，，11 lesize，3，，，3 lesize，4，，，2 lesize，2，，，2 属性值，0,2d mshkey，1所有的网格，完成/清晰/ prep7等，1,95blc4，，，8,8,8 lesize，，，，4lesize，7，，，12属性值，0,3dmshkey，1此，所有完成/清晰/ prep7= 10R = 2等，1，mesh200,6等，2，SOLID45blc4，，，2 *一，一，一cyl4，/ 2，/ 2，，，，，一个wprota，，90cyl4,1.5 *，/ 2，，，，，- vsbv，1,2vsbv，4wprota，，，90 wpoff，，，一个/ 2 vsbw，所有wpoff，，，一个/ 2 vsbw，所有wpoff，，，一个/ 2 vsbw，所有wpcsyswpoff，，一/ 2 / 2，vsbw，所有wprota，90vsbw，所有wpcsys完成/清晰/ prep7等，1,82等，2,95blc4，，，4blc4,6，，4blc4,12，，4blc4,18，，4esize，1所有的网格，esize，8vrota，1 ,,,,,, 1,4,90下一个，2 ,,,,, 10,0.5,0.5 voffst，10vdrag，4 ,,,,,, 35完成/清晰/ prep7等，1,82R0 = 10cyl4 R0 / 3，，，，，r0,90 lsla，Slesize，，，，10属性值，0,2d mshkey，1所有的网格，完成/清晰/ prep7R0 = 10H0 = 50等，1、Shell63cyl4 R0，，，阿黛勒，1厘米，l1cm，线K，50K，51，，，H0L，，点烦人，l1cm ,,,,,, 5 LSEL，S，LOC，Z，0 lesize，，，，10LSEL，S，长度，H0 lesize，，，，20属性值，0,2d mshkey，1所有的网格，完成/清晰/ prep71、ET、SOLID95国会议员、前，1 2.1e11 MP，prxy，1,0.3R0 = 10H0 = 30cyl4 R0 / 3，，，，，r0,90，H0 ASEL，S，LOC，Z，0lsla，Slesize，，，，10LSEL，S，长度，H0 lesize，，，，12meshape，0,3d meshkey，1此，所有全部选择完成/清晰/ prep7圆锥，10，，15，90 ET、1200、7等，2,95国会议员、前，1 2.1e11 MP，prxy，1,0.3MP，窝点，17800 LSEL，S，，，5,6 lesize，，，，12,0.5 LSEL，所有lesize，3，，，6属性值，0,2d mshkey，1暮，3VSWEEP，1,3,4 vsymm，X，所有vsymm，Y，所有vglue，所有完成/清晰/ prep7圆锥，10，，15，90 ET、1200、7等，2,95国会议员、前，1 2.1e11MP，prxy，1,0.3 MP，窝点，17800 ASEL，S，LOC，Z，0 lsla，S lesize，，，，8 LSEL，所有LSEL，，，，4,6,1 lesize，，，，8 meshape，0,3d meshkey，1此，所有vsymm，X，所有vsymm，Y，所有vglue，所有完成/清晰/ prep7锥，10,5，，15，，90 等，2,95国会议员、前，1 2.1e11 MP，prxy，1,0.3MP，窝点，17800 lesize，，，，8 meshkey，1此，所有此，所有vsymm，X，所有vsymm，Y，所有vglue，所有完成/清晰/ prep7NS = 10等，1,82rpr4，NS，，，10KP0 = 100 +生理盐水K，KP0*如果，国防部（NS，2），EQ，0，然后*做，我，1，ns / 2我kp0,2 *·* enddo*其他*做，我，1，nsL，KP0，我* enddo*使用LSEL，，，，生理盐水+ 1，* NS厘米，l1cm，线全部选择1、l1cm ASBL，*如果，国防部（NS，2），情商，0，然后cmsel，S，l1cm lesize，，，，8LSEL，英伟lesize，，，，4*其他lesize，，，，8*使用全部选择属性值，0,2dmshkey，1所有的网格，等，2,95esize，，24下一个，所有的,,,,, 30,0.5,0.5 完成/清晰/ prep7R0 = 10球体，R0，，90vsbw，所有vdele，2，，，1等，1,95esize，2属性值，0,3dmshkey，1此，所有vsymm，Z，所有vsymm，Y，所有vsymm，X，所有vglue，所有完成/清晰/ prep7R0 = 10球体，R0，，90 vsbw，所有vdele，2，，，1 vdele，所有ASEL，S，LOC，X，0 切，一，LOC，Y，0 切，一，LOC，Z，0阿黛勒，所有，1 等，1、Shell63 全部选择esize，2属性值，0,2d mshkey，1所有的网格，arsym，Z，所有arsym，Y，所有arsym，X，所有nummrg，所有完成/清晰/ prep7A0 = 300B0 = 800R0 = 15blc4 A0、B0，，，cyl4，A0 / 4，B0／8，R0 阿让，2，，，0 / 2阿让，2,2,3,1，，B0／8阿让，2,2,5,1，，5×B0／8 切，，，，2,9,1厘米，2cm，面积全部选择ASBA，1，2cmwprota，，90*做的事，我，1,5 wpoff，，，B0／16反对称双正交小波，所有* enddowpoff，，，B0×5 / 16*做的事，我，1,5 wpoff，，，B0／16反对称双正交小波，所有* enddowprota，，，90*做的事，我，1,3 wpoff，，，0 / 4反对称双正交小波，所有* enddowpcsys，- 1 numcmp，所有LSEL，s，半径，R0 lesize，，，，8LSEL，英伟lesize，，，，4LSEL，所有等，1,82属性值，0,2dmshkey，1ASEL，U，LOC，Y，B0／16，B0×5 / 16 ASEL，U，LOC，Y，B0 B0×15/16×11/16，lsla，SLSEL，R，潭1，Xlesize，，50，，，，1所有的网格，全部选择完成/清晰/ prep7blc4，，，150,50blc4100，，50，50 cyl4，，25,25cyl4125，- 50,25 加上，所有的numcmp，所有cyl4，，25,10cyl4125，- 50,10 切，，，，2厘米，A1CM，面积全部选择1、A1CM ASBA，lcomb，1,6lfillt，1,2,20 ASBL，6阿黛勒，1岁，1岁lfillt，3,4,20铝、18、19、20加上，所有的numcmp，所有wprota，，90 wpoff，，，25反对称双正交小波，所有wpoff，，，75反对称双正交小波，所有wprota，，，90反对称双正交小波，所有wpoff，，，125反对称双正交小波，所有wpcsys，- 1wpoff，25 wprota，，，90反对称双正交小波，所有kwpave，18反对称双正交小波，所有kwpave，3wprota，，90反对称双正交小波，所有kwpave，21wprota，，45反对称双正交小波，8 wpcsys，- 1等，1,82属性值，0,2d mshkey，1esize，6lesize，33，，，6 lesize，37，，，6lesize，42，，，6 暮，3,5,2地图，6,9,10,4,23 地图，7,9,12,1,23 暮，11,13,2暮，1,9,8暮，2,4,2地图，16,3,18,26,28 地图，12,14,15,5,28 地图，15,13,14,6,28 lcomb，19,22 lcomb，27,46暮，10,14,4完成/清晰/ prep7A0 = 100blc4，，，A0，A0 cyl4，，，0 / 100 ASBA，1,2坐标系，1k，50，A0／20 K、51、0 / 20,90 L，，ASBL，所有，1 等，1,82属性值，0,2d mshkey，1 lesize，5，，，8 lesize，1，，，10 lesize、4、、、、lesize、6、、、、暮，1lesize，7，，，20,0.1 lesize，8，，，20,0.1 地图，2,50,51,2,4 坐标系，0arsym，X，所有arsym，Y，所有nummrg，所有完成/清晰/ prep7blc4 15,10，，，blc4,10,6,14,12加上，所有的wprota，，90 wpoff，，，6反对称双正交小波，所有wpoff，，，4反对称双正交小波，所有wprota，，，90 wpoff，，，10反对称双正交小波，所有wpoff，，，5反对称双正交小波，所有wpcsys，- 1等，1,82esize，2属性值，0,2d mshkey，1所有的网格，krefine，9,10,1,1，关闭，明确的，所有的所有的网格，krefine，9,10,1,1，光滑，明确的，所有的所有的网格，krefine，9,10,1,1完成/清晰/ prep7R1 = 15R2 = 25R3 = 3n = 8cyl4，，，R1，r2180 / Ncyl4,0.5 *（R1 + R2，R3），ASBA，1,2吉隆坡，2个6,8,4,0.5 *（R1+R2）ASBL，所有，4lesize，4，，，4lesize，10，，，4lesize，6，，，8lesize，3，，，6lesize，8，，4lesize, 5, 8lesize, 9, 4.lesize, 1, 6lesize, 7, 4.and, 6mshape, 0,2dmshkey, 12,6,7,4,8 amap.1,5,6,8,1 amap.lrefine, 5,6,1,1, smooth arsym, allcsys, 1the agent, n, n,,, /the nummrg.finish/ / / / / / / -prep7.cylind, 50,0100150 cylind, 40,0200250 cylind, 30,0100250cylind, 20,0,50250 cylind, 10,0,0250 the vptn. wprota, 90the vsbw. wprota, 90the vsbw.and sixcsys, 1lsel, length, 50 the lesize, 5.- lsel.lsel u, radius, no the lesize, 4.n1 = 6n2 = 6m = 8.r = 10.12.lsel loc, x, r,.the lesize,,,,,,,), 1. lsel, radius, 10the lesize, l1,.lsel, radius, 20the lesize, n2.lsel, radius, 30the lesize, n3.lsel, radius, 40 lesize, all, no.lsel, radius, 50the lesize,,,,,,,.allselmshape, 0,3dmshkey, 1the vmesh.finish/ / / / / / / -prep7.a0 = 30h1 = 15h2 = 25r0 = 7blc4, a0, a0 / 2 / 2, h cyl4, r0, h1 + h2, 90 the vptn.and sixesize, 3mshape, 0,3d mshkey, 1accat 4.6the vmesh. asel, acca now, alllsel, lccathe ldele. allsel vsymm, x,. vsymm, allthe nummrg. finish/ / / / / / / - prep7.a0 = 30h1 = 15h2 = 25r0 = 7blc4, a0, a0 / 2 / 2, h cyl4, r0, h1 + h2, 90 the vptn.lsel radius r0,,,,,,,, lsel, length, r0 lesize, all, 6lsel, loc, z 0.lsel, loc, z, hlesize, all, 7asel, loc, x, 40 / 2 asel, loc, 40 / 2the accat.allseland six esize, 3 mshape, 0,3d mshkey, 1 the vmesh. asel, acca now, all lsel, lcca the ldele. allsel vsymm, x,. vsymm, all the nummrg. prep7.d = 4.c = 8)dz = c * dt = dz / 6n = 4.7if, i, d,.t = d* endiftkpd.csys, 1tdeg = n * 360tdeg1 = mod (tdeg, tkpd)0 = (tdeg - tdeg1) / tkpd + 1 * afun, deg*, 1, 1,.: = (i - 1) * tkpdz = t / 360 *:k, i, dz / 2, cta, z* enddoif, tdeg1, lt, 1.0e - 2. * * * * * * youn = n0 + 1atc = cta + tdeg1z = t / 360 *:no, thanks, k 2, cta, z * endif*, 1, 1, - 1).i, i, i + 1.* enddocm, l1,.csys 0wpoff, dz / 2 wprota, 90cyl4, d / 2 wprota, 90the asbw. wprota, 90the asbw.cm, a1cm areaa1cm vdrag of l1. and, mesh200,6 and, two, solid95 cmsel, a1cmisla, slesize, all, 6 amesh, allallselesize, d / 2the vsweep.finish/ / / / / / / -prep7.l0 = 50r0 = 10r1 = 5r2 = 1h0 = 5cyl4, r0,,,,,,, " wpave, 0, r0, l0 / 2 wprota, 90k4, r1, r2, h0vsbv 1.2wprota, 90the vsbw.wpoff, a1 + 3the vsbw.wpoff, - 2 (r1 + 3) the vsbw.wprota, 90the vsbw.wpoff, r1 + 1the vsbw.wpoff, 2 * (d1 + 1) the vsbw.wpcsys - 1 wprota, 90the vsbw.wpoff, r1,.the vsbw.wpoff, 2 * a1the vsbw.wpcsys - 1the numcmp.ksel, loc, z, l / 2 ksel, loc, r, x, 0 ksel, u, -, 0* get, kp1, kp, 0, 3,. kp2 = kpnext (kp1) ksel, loc, z 0 / 2 + r2 * get, kp3, kp, 0, 3,. allselk, a, r0, l0 / 2 + 5 the kp31000asel, none* the l1 line, 0, 3, max arotat l1 of kp1, kp2 cm, a1cm areaallselthe vsba, a1cmvsel, loc, z, 17.33 vsel, r, loc, x, - 6.6 aslv, saplotaccat, 128,61accat, 160138accat, 224202accat, 183,35accat, 31134accat, 151164accat, 215231 accat, 82195 accat, 130.5 accat, 162145 accat, 229209 accat, 192,89 accat, 12123 accat, 117155 accat. 109219 accat, 14178 et, 1.45 mshape, 0,3d mshkey, 1 esize, 1vmesh, the。
网格划分
• 可单独使用或与 智能网格划分联合使用. – 单独使用ESIZE (智能网格划分关闭) 将采用相同的单元尺寸对体 (或面) 划 分网格. – 在 智能网格划分 打开时, ESIZE 充当 “向导,” 但为了适应线的曲率或几何 近似指定的尺寸可能无效.
• 缺省尺寸
• 如果您不指定任何控制, ANSYS 将使用缺省尺寸, 它将 根据单元阶次指定线的最小和最大份数, 表面高宽比等. • 用于映射网格划分, 但在智能网格划分关闭时, 自由网格 划分也可使用. • 您可以采用 DESIZE 命令或 Preprocessor > Meshing- Size Cntrls > -Global- Other 调节缺省的尺 寸规格.
对 “软的” 选是 对 “硬的” 选否
• 面尺寸
• 在面的内部控制单元尺寸: – Preprocessor > MeshTool > “Size Controls: Areas” [Set] – 或 AESIZE 命令 – 或 Preprocessor > -Meshing- Size Cntrls > -Areas• 不同的面可以有不同的AESIZE. • 面与面的交线仅在未指定LESIZE 或 KESIZE 且邻近无尺寸更小的面时使用指定尺寸. • 智能网格划分打开时,为了适应线的曲率或几何 近似 指定的尺寸可能无效.
• 关键点尺寸
• 通过关键点控制单元尺寸: – Preprocessor > MeshTool > “Size Controls: Keypt” [Set] – 或 KESIZE 命令 – 或 Preprocessor > -Meshing- Size Cntrls > -Keypoints• 不同的关键点可以不同的 KESIZE, 为您在 网格上有更多的控制. • 对应力集中区域非常有用. • 智能网格划分打开时,为了适应线的曲率或 几何近似指定的尺寸可能无效.
第九章 大跨屋盖结构
厦门国际会展中心
厦门国际会展中心
81×81米有柱展厅，屋盖采用双向空间钢桁架结构。桁架下弦 标高为10.55米，桁架高度H=4.0米，钢桁架沿纵向间距为27米， 沿横向间距为9米，均支承在钢筋砼柱柱顶，由于该区屋面为屋 顶花园，屋面活荷载按8.0KN/m2设计,故屋盖承重结构选用钢桁 架,并且正交桁架高度相等,弦杆为刚接,在纵向垂直支撑、系杆 的保证作用下形成空间桁架结构体系。
(6)如果需要考虑温度变化引起的网架内力，可采用 空间桁架位移法，或近似计算方法。 (7)对非抗震设计的网架，荷载及荷载效应组合应按 国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009—2001 的规定进行计算。 (8)对抗震设计的网架， 荷载及荷载效应组合尚 应符合国家标准《建筑 抗震设计规范》的规定。
五、网架高度及网格尺寸 ⑴网架高度：与屋面荷载、跨 度、平面形状、支承条件及 设备管道等因素有关。 下列情况时，网架高度大些： A、屋面荷载较大、跨度较大时； B、狭长平面时，单向传力明显 时； C、点支承网架； D、网架中有穿行管道时。
⑵网格尺寸：与网架高度关系密切。 A、斜腹杆与弦杆夹角在40°～55°之间为宜； B、网格尺寸要与屋面材料相适应，直接铺设钢筋混凝 土板时尺寸不宜大于3m。 C、若采用有檩体系时，檩条长度一般不超过6m。 对周边支承的各类网架高度及网格尺寸按下表选用。
— 系数，对钢管杆件网架取1.0；对型钢杆件网架取1.2。
2、网架结构的可变荷载有： ①屋面(或楼面)活荷载； ②雪荷载(雪荷载不应与屋面活荷载同时组合)； ③风荷载，由于网架刚度较大，自振周期较小，计算 风载时可不考虑风振系数的影响； ④积灰荷载； ⑤吊车荷载(工业建筑有吊车时考虑)。 3、抗震设防烈度为6度或7度的地区，网架屋盖结构可 不进行竖向抗震验算； 在抗震设防烈度为8度或9度的地区，网架屋盖结构应 进行竖向抗震验算。
网格划分的原则
划分网格是建立有限元模型的一个重要环节，它要求考虑的问题较多，需要的工作量较大，所划分的网格形式对计算精度和计算规模将产生直接影响。
为建立正确、合理的有限元模型，这里介绍划分网格时应考虑的一些基本原则。
1网格数量网格数量的多少将影响计算结果的精度和计算规模的大小。
一般来讲，网格数量增加，计算精度会有所提高，但同时计算规模也会增加，所以在确定网格数量时应权衡两个因数综合考虑。
图1中的曲线1表示结构中的位移随网格数量收敛的一般曲线，曲线2代表计算时间随网格数量的变化。
可以看出，网格较少时增加网格数量可以使计算精度明显提高，而计算时间不会有大的增加。
当网格数量增加到一定程度后，再继续增加网格时精度提高甚微，而计算时间却有大幅度增加。
所以应注意增加网格的经济性。
实际应用时可以比较两种网格划分的计算结果，如果两次计算结果相差较大，可以继续增加网格，相反则停止计算。
图1位移精度和计算时间随网格数量的变化在决定网格数量时应考虑分析数据的类型。
在静力分析时，如果仅仅是计算结构的变形，网格数量可以少一些。
如果需要计算应力，则在精度要求相同的情况下应取相对较多的网格。
同样在响应计算中，计算应力响应所取的网格数应比计算位移响应多。
在计算结构固有动力特性时，若仅仅是计算少数低阶模态，可以选择较少的网格，如果计算的模态阶次较高，则应选择较多的网格。
在热分析中，结构内部的温度梯度不大，不需要大量的内部单元，这时可划分较少的网格。
2网格疏密网格疏密是指在结构不同部位采用大小不同的网格，这是为了适应计算数据的分布特点。
在计算数据变化梯度较大的部位(如应力集中处)，为了较好地反映数据变化规律，需要采用比较密集的网格。
而在计算数据变化梯度较小的部位，为减小模型规模，则应划分相对稀疏的网格。
这样，整个结构便表现出疏密不同的网格划分形式。
图2是中心带圆孔方板的四分之一模型，其网格反映了疏密不同的划分原则。
小圆孔附近存在应力集中，采用了比较密的网格。
网格划分及排序方法简介
网格划分及排序方法介绍1.概述1.1引入网格的目的在地理维度的基础上叠加用户维度，综合用户分布、用户行为、终端等方面的分析，通过存量和增量市场等维度查找价值区域，并根据不同区域的价值大小确定建设目标和投资节奏，精准网络投资。
1.2网格与场景及站点的关系网格颗粒度介于场景与站点之间，其本质是按照价值属性对区域进行聚类。
网格是对市区、县城、行政村等场景的进一步细分，但校园、景区、乡镇镇区专题网格的边界要求与对应的场景边界保持一致,交通干线为独立的网格图层。
网格化思路的引入，形成“场景、网格、站点”三维模型，可提供个体与整体的全方位参考，从而为引导投资方向、提高投资效率、支撑市场发展提供帮助。
1.3网格化思路1.1.1有效面积与无效面积全国42%的面积聚集了95%的人口,人口及经济发展呈现不均衡分布情况,所以部分区域(如沙漠、大面积水域、山脉等)建站效益难以保障,于是引入有效面积与无效面积的概念,量化衡量具有建站需求的区域。
图1.3.1 无效覆盖区域示例有效面积定义如下：基站覆盖范围内人口密度达到100人/Km2或单站覆盖人口达到2000人的区域（以收支平衡为目标进行测算）所占面积定义为有效面积；收支平衡测算标准：10*站点年收入 /（建设成本+10*站点年运维成本）≥ 1计算期为10年，考虑到铁塔公司成立，新增基站配套投资按照1/3计列。
不符合以上标准的的为无效面积。
在进行网格划分时首先就要明确有效面积、无效面积各自的区域范围。
1.1.2物理网格与逻辑网格有效面积为已完成网络覆盖或将要进行覆盖的区域，对于这一部分区域需要进行连续的更细化的网格划分。
结合传统的“点、线、面”概念，将地理上连续的栅格化的网格划分称之为“物理网格”，将交通干线定义为“逻辑网格”，如下图所示：图1.3.2物理网格与逻辑网格示意图（此图不含无效面积）需要注意的是，在无效面积区域内也可能有交通干线分布，所以逻辑网格可以在有效面积、无效面积分布，而物理网格只能在有效面积内划分。
网格划分原理与实例(最终版本)
案例1——多体组合复杂网格
约8万混合网格，含接触、预紧、非连续网格、材料非线 性和显式破坏。
KT形矩管桁架试件-反力架网格模型
案例2——屠龙刀：3D几何
几何模型
屠龙刀拓补结构
屠龙刀网格
屠龙刀网格模型（全结构化六面体方案）
好刀还需好刀法—— 屠龙也会砍缺！
难点： 1、接触分析中的非连续网格处理技术。 2、实体+板壳网格自由度耦合网格处理技术。
薄钢板踩踏屈曲——断裂、自接触、失稳、
非连续网格
难点： 1、接触分析中的非连续网格处理技术。 2、大变形大应变非线性问题的网格处理技术。
高难度案例——F6短舱CFD模型
共约540万结构化网格,质量0.25
机体
几何成形技术：
1、三维数值拟合成 像技术——计算几何 方法。 2、CT图形扫描点云 成像技术
全结构化六面体网格
拓补结构
网格成形，约21万网格
网格细部
难点： 1、影射路径复杂，且不唯一。 2、几何细部特征复杂，控制边界繁杂，完全捕捉很难。
其他案例—全结构化六面体网格
平键 轴承
难点：轴 向sweep 路径被平 键破坏
暖通模具—
五、六面体 难点：影射
混合网格
关系过于复 杂，需要混
合网格减少
网格数量
建筑结构案例——广告牌CFD
约50万结构化网格
难点： 1、Hexa贴体壁面网格捕捉近壁区流场特征。 2、实体+无厚度膜双侧非连续网格技术(inner wall+split)
案例——标准四坡结构CFD 约60万混合网格，包含覆面Grid
网格划分原理与案例(绪、 紧凑、工作、享受、艺术！
网格划分的方法
网格划分的方法1.矩形网格差分网格的划分方法划分网格的原则：1）水域边界的补偿。
舍去面积与扩增面积相互抵消。
2）边界上的变步长处理。
3）水、岸边界的处理。
4）根据地形条件的自动划分。
5）根据轮廓自动划分。
2.有限元三角网格的划分方法1）最近点和稳定结构原则。
2）均布结点的网格自动划分。
3）逐渐加密方法。
353025201510505101520253035距离(m)距离(m)3. 有限体积网格的划分方法1） 突变原则。
2） 主要通道边界。
3） 区域逐步加密。
距离(100m)离距(100m)距离(100m)离距(100m )4. 边界拟合网格的划分方法1） 变换函数：在区域内渐变，满足拉普拉斯方程的边值问题。
),(ηξξξP yy xx =+),(ηξηηQ yy xx =+2） 导数变化原则。
⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛∂∂∂∂=⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂∂∂-ηξ1J y x ，⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=ηηξξy x y x J 为雅可比矩阵，⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--=-ηηξξy x y x J J 11， ξηηξy x y x J -=)22(1222233ηηξηξηηξηξξηηηηηξξηηξξξηξy y x y y y x y y x x y y x y y x y J xx +-+-+-= 同理可得yy ξ，xx η，yy η。
变换方程为020222=+++-=+++-）（）（ηξηηξηξξηξηηξηξξγβαγβαQy Py J y y y Qx Px J x x x 其中2222,,ξξηξξηηηγβαy x y y x x y x +=+=+=。
计算流体力学教案
计算流体力学教案第一章：计算流体力学简介1.1 课程背景与意义介绍计算流体力学（CFD）的基本概念和发展历程。
解释CFD在工程和科学研究中的应用领域。
1.2 流体力学基本概念介绍流体力学的定义和基本原理。
解释流体力学中的关键参数，如流速、压力、密度等。
1.3 CFD的基本流程介绍CFD分析的基本流程，包括前处理、求解和后处理。
解释每个流程中的关键步骤和注意事项。
第二章：CFD的前处理技术2.1 几何建模介绍几何建模的基本概念和方法。
解释如何使用CAD软件进行几何建模。
2.2 网格划分介绍网格划分的目的和重要性。
解释网格划分的方法和技巧，如结构网格、非结构网格和混合网格。
第三章：流动方程及其离散化3.1 流动方程简介介绍流动方程的基本概念和重要性。
解释连续方程、动量方程和能量方程的基本形式。
3.2 离散化方法介绍离散化方法的基本概念和目的。
解释常用的离散化方法，如显式格式、隐式格式和混合格式。
第四章：数值求解技术4.1 数值求解方法介绍数值求解方法的基本概念和原理。
解释常用的数值求解方法，如有限差分法、有限体积法和有限元法。
4.2 收敛性分析与优化介绍收敛性分析的基本概念和方法。
解释如何优化求解过程，提高计算精度和效率。
第五章：CFD的后处理技术5.1 结果可视化介绍结果可视化的基本概念和方法。
解释如何使用CFD软件进行结果可视化，如云图、流线图和粒子追踪。
5.2 数据分析和解释介绍数据分析和解释的基本方法。
解释如何对计算结果进行分析和解释，如压力分布、速度分布和温度分布。
第六章：湍流模型6.1 湍流现象简介介绍湍流的基本特征和现象。
解释湍流的产生原因和影响因素。
6.2 湍流模型分类介绍常见的湍流模型，如直接数值模拟（DNS）、大涡模拟（LES）和雷诺平均纳维尔斯托克斯（RANS）模型。
解释不同湍流模型的适用范围和优缺点。
6.3 常用湍流模型介绍常用的RANS模型，如标准\( k-\epsilon \)、\( k-\omega \)和Spalart-Allmaras模型。
网格划分
1、划分有限元网格后，不能再删除节点和单元，也不能再进行布尔运算，除非将网格也清除。
2、网格划分的三个步骤(a)定义单元属性。
即Mesh Attributes(b)定义网格控制。
即MeshTool、Size Cntrls(c)生成网格。
即Mesh3、自由网格对单元形状是无限制的，可以划分任意形状的单元；映射网格划分，划分面单元时只能划分成三角形或四边形单元而划分体单元时只能划分成六面体单元，不能划分成四面体单元，也就是说映射网格划分的模型需要是规则形状，明显的成排4、第一步是定义单元属性。
主要是设定以下的信息：单元类型ET/实常数R/材料特性MP/单元坐标系/截面号等注意对梁（Beam）单元划分时，要给出方向关键点作为线的属性。
5、网格划分控制网格划分控制能控制网格单元的形状、中间节点位置、单元大小等。
在整个分析中最为重要。
(a)网格划分工具（MeshTool）可以达到的目的控制智能尺寸(smartsizing)。
可以设置网格单元的尺寸：包括网格数和网格单元的大小。
可以指定网格单元的形状【Tri/Quad/Tet/Hex】可以指定网格划分的方式：自由划分free、映射划分mapping或者是扫射划分sweeping可以清除网格（clear）可以细化网格（refine d at）6、网格单元的形状对于一个模型可以用多种类型不同的网格，但是一般情况不要混用。
7、此算法首先对划分网格的面或体的所有线估算单元边长，然后对集合体的弯曲和接近区域的线进行四化。
最后划分。
8、关于映射网格划分包括面的映射网格划分和体的映射网格划分。
面的映射网格划分的条件：（1）面必须是三角形或四边形（2）面的对边划分相同数目的单元（NIDV）或划分时有过渡网格进行配合（3）如面是三角形单元，则划分的单元必须为偶数且各边单元数目相等（4）若面的边多余四条，则不能直接进行映射网格划分，可以将一些线合并或连接，减少边数，然后进行映射网格划分体的映射网格划分（1）划分的网格单元只能是六面体单元（2）体必须要有6个或5个或4个面（3）对边必须划分成相同的单元数或采用过度网格（4）若体有4个或5个面，则三角形面上的单元分割数必须是偶数。
第九章工程湍流及其应用
脉动值： ui
乘积的均值非零：
uiuj 0, (i, j 1, 2, 3)
湍流的脉动运动总是三维的。 湍流脉动量的大小：（以平均速度为U的均匀湍流为例)
1 u2 v2 w2 （湍流度）
U
风洞或水洞试验段的来流湍流度 对边界层、阻力和升力 的试验影响很大，要尽可能降低。一般的风洞约为1%。
LES的基本假设：1，动量、能量、质量及其它 标量主要由大涡输运；2，流动的几何和边界条件决 定了大涡的特性，而流动特性主要在大涡中体现；3， 小尺度涡旋受几何和边界条件影响较小，并且各向同 性；大涡模拟过程中，直接求解大涡，小尺度涡旋模 拟，从而使得网格要求比DNS低。
大涡的运动方程
LES的控制方程是对Navier-Stokes方程在波数空间 或者物理空间进行过滤得到的。过滤的过程是去掉比 过滤宽度或者给定物理宽度小的涡旋，从而得到大涡 旋的控制方程。
wall
2 ft
1 ft
2 ft
wall
5 ft
14.5 ft
Compute drag coefficient of the cylinder
步骤：
1. 确定雷诺数， 2.钝体绕流，后面有不稳定的涡旋脱落。采用 RNG 模型，壁面处理是双层区模型； 3.网格处理：近壁网格加密，由于是双层区模型，需要网格划
湍流场基本方程
所以期以来将流体运动N - S方程作为湍 流运动基本方程，即湍流场中任一空间点 速度、压强、密度等瞬时值都必须满足该 方程。尽管有学者对这一模型产生疑问， 也试图另辟蹊径, 寻找其它数学模型，但 都没有令人信服依据和结果。而基于 N – S 方程所得到的一些理论、计算结果 和实验结果吻合得很好。
第2讲+网格划分
Yes 智 能 网 格 划 分 打开时可能无效 No智能网格划分打 开时将被网格划分 器采用，在所有其 它尺寸控制最优先
最后一个分割与第一个分割的比率 单元边界所对应的角度
9.4.4 改变面上的单元数目
面与面的交线仅在未指定线尺寸或 关键点尺寸，且邻近无尺寸更小的 面时使用指定尺寸 智能网格划分打开时，为了适应线 的曲率或几何近似，指定的尺寸可 能无效
9.8.5.4 指定尺寸和形状控制
这是映射网格划分3个步骤中的第2步 选择单元形状非常简单。在MeshTool中, 对面的网格划分选择Quad,对体的网格划 分选择 Hex, 点击 Map 其中通常采用的尺寸控制和级别如下: 线尺寸 [LESIZE] 级别较高 若 指 定 了 总 体 单 元 尺 寸 , 它 将 用 于 “未给定尺寸的” 线 缺省的单元尺寸[DESIZE]仅在未指定 ESIZE时用于 “未给定尺寸的” 线上 智能网格划分无效
3
4 5 6 7
8
9.2 缺省单元尺寸
自由和映射网格划分时，程 序设置为缺省单元尺寸。 ①线上面的最小单元数和最 大单元数 ②每个单元的顶角 ③最小和最大的边界长度 改变缺省单元尺寸
9.3 智能网格划分
智能网格创建自由网格划分的初始单元尺寸 在进行自动网格划分时，智能网格给网格划分器创 造合理的单元形状提供一个好的选择 智能网格划分的缺省设置是关闭，在进行自由网格 划分时，建议采用智能网格，它并不影响映射网格 的划分，映射网格仍然使用缺省尺寸 为了得到更好的网格，应将所有的面或体放在一起 划分网格 智能网格划分是最高效的网格控制方法。它考虑几 何图形的曲率以及线与线的接近程度。可将滚动条 设置在1(最密的网格)到10(最粗的网格)之间，一般 建议设定在4～8之间。
网格划分的几种基本处理方法
网格划分的几种基本处理方法贴体坐标法：贴体坐标是利用曲线坐标，并使其坐标线与燃烧室外形或复杂计算区域边界重合，这样所有边界点能够用网格点来表示，不需要任何插值。
一旦贴体坐标生成通过变换，偏微分方程求解可以不在任意形状的物理平面上，而在矩形或矩形的组合（空间问题求解域为长方体或它们的组合）转换平面上进行。
这样计算与燃烧室外形无关，也与在物理平面上网格间隔无关。
而是把边界条件复杂的问题转换成一个边界条件简单的问题；这样不仅可避免因燃烧室外形与坐标网格线不一致带来计算误差，而且还可节省计算时间和内存，使流场计算较准确，同时方便求解，较好地解决了复杂形状流动区域的计算，在工程上比较广泛应用。
区域法：虽然贴体坐标系可以使坐标线与燃烧室外形相重合，从而解决复杂流动区域计算问题。
但有时实际流场是一个复杂的多通道区域，很难用一种网格来模拟，生成单域贴体网格，即使生成了也不能保证网格质量，影响流场数值求解的效果。
因此，目前常采用区域法或分区网格，其基本思想是，根据外形特点把复杂的物理域或复杂拓扑结构的网格，分成若干个区域，分别对每个子区域生成拓扑结构简单的网格。
由这些子区域组合而成的网格，或结构块网格。
对区域进行分区时，若相邻两个子域分离边界是协调对接，称为对接网格；若相邻两子域有相互重叠部分，则此分区网格称为重叠网格。
根据实际数值模拟计算的需要，把整个区域（燃烧室）分成几个不同的子区域，并分别生成网格。
这样不仅可提高计算精度，而且还可节省计算机内存，提高收敛精度。
但是计算时，必须考虑各区域连接边界处耦合以及变量信息及时、准确地传递问题。
处理各个区域连接有多种方法，其中一个办法是在求解各变量时各区域可以单独求解若干次而对压力校正方程．设压力校正值在最初迭代时为零，为了保证流量连续各个区域应同时求解，然后对各个速度和压力进行校正。
或者采用在两个区域交界处有一个重叠区，两个区域都对重叠区进行计算，重叠区一边区域内的值，要供重叠区另一边区域求解时用。
网格划分方法笔记
有限元网格生成方法正在发展。
要将众多研究者所用的纷繁的方法加以适当的分类，或将某一种具体方法准确地归入某一类，并不是一件容易的事。
本节从两个不同的角度对网格生成方法进行分类。
自动与半自动网格生成方法的综合分类二维网格生成方法先于三维网格生成而发展。
一些三维网格生成方法是二维方法的直接推广或受到二维方法的启发。
若将自动或半自动的网格生成方法综合起来，大体上可分成七种类型：1.网格平整法(Mesh Smoothing Approach)这一方法用来平整、改进已经生成的质量不好的初始网格，所采用的手段是拉普拉斯平整和参数平整。
2.拓扑分解法(Topology Decomposition Approach)将被剖分实体原本具有的顶点取为仅有的节点，然后将节点连成三角形（或四边形）单元，形成数量最少的三角形集合，这样形成的单元形状主要由被剖分实体的几何形状决定。
由于实体的复杂拓扑结构被分解成简单的三角形拓扑结构，因而这种方法称为拓扑分解法。
这样生成的网格只能是初始网格，必须采用网格细化技术改进网格质量。
3.节点连接法(Node Connection Approach)节点连接法研究在已知节点分布的情况下如何将这些节点连接起来，以构成在给定条件下形状最好的单元集合。
4.基于栅格的方法(Grid-Based Approach)这一方法利用一种栅格模板来生成网格，最初用于二维网格生成。
栅格模板是一种无限延伸的矩形或三角形网格。
将栅格模板重叠在被剖分的二维形体上，将落在形体外面的网格线移去，并对与物体边界相交的网格进行调整，以适合于物体的外形，这样做能够保证产生内部单元质量很好的网格。
这一方法已经推广到三维网格剖分。
图X07 单元映射法a)将物体分割成宏单元b) 网格模板映射到每个宏单元c) 构成最后的网格5.单元映射法(Mapped Element Approach)单元映射法并不是一种全自动的网格生成方法，它需要将一个任意的二维形体人工分割成三边或四边的区域，实际上这些区域是一些“宏单元”，每个区域必须再细分成供有限元分析用的单元。
网格划分设计知识点汇总
一、网格设计而非划分在进行数值模拟计算（包括FEA、CFD等）中，网格的质量对分析计算的结果有至关重要的影响。
高质量的网格是高精度分析结果的保证，而质量不好或者差的网格，则可能会导致计算的无法完成或者得到无意义的结果。
划分网格是需要认真考虑的，它内部的计算方程需要设计出好的网格，计算才能更准确。
在一个完整的分析计算过程中，与网格设计和修改相关的前处理工作占到了CAE工程师工作量的70－80％，CAE工程师往往要花费大量的时间来进行网格处理，真正用于分析计算的时间很少，所以主要的瓶颈在于如何快速准备好高质量的满足分析计算要求的网格。
该项工作对技术人员的技术经验和背景有相当高的要求。
具体的说，就是要求前处理工程师能够根据CAE工程师提出的分析要求“设计”出能满足CAE工程师分析要求的合适的网格，然后提交给CAE工程师进行分析计算。
之所以是网格“设计”而不是网格“划分”，说明了要设计出能够满足分析计算要求的高质量的网格，并不是一件容易的事情，要完成这项工作需要很多方面的知识和技术要求。
针对一个具体的分析计算要求，要获得一个满足该分析计算的高质量网格，需要从以下几个方面进行综合考虑：1.分析计算的目的（定性还是定量？）。
2.分析计算的类型，如强度分析、刚度分析、耐久性分析、NVH分析、碰撞分析、CFD分析、热流分析、动力学响应分析等。
（不同的分析类型对网格的质量和形状有不同的要求。
）3.分析计算的时间要求。
（要求时间的紧迫与否也决定了采用何种网格形式）4.分析计算所采用的求解器。
（不同的求解器对不同的分析问题有特定的网格形式和要求）5.分析计算可能应用的单元类型。
（所应用的求解器可以采用的单元类型，也会决定网格的质量与形状要求）6. 尽可能采用最好的网格类型。
（对于面，尽可能采用四边形网格；对于体，尽可能采用六面体单元）由此可见，满足计算分析要求的高质量的网格是由前处理工程师精心“设计”出来的，而不是随随便便“划分”出来的。
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计算机辅助工程分析技术- CAE 2011年10月12日星期三7时14分1秒 9-18
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第九章 网格划分
9.1 定义单元的相关属性 定义单元类型 常用结构单元类型介绍：
► 3-D弹性梁单元BEAM4
X
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第九章 网格划分
9.1 定义单元的相关属性 定义单元类型 常用结构单元类型介绍：
► 3-D弹性梁单元BEAM4 单元有两个节点，在每个节
点具有6个自由度：3个沿X,Y和 Z方向平移自由度及绕三轴的转 动自由度。单元的几何形状、 节点位置和坐标系如图。
► 2-D杆单元LINK1
是有两个节点，每节点有两个沿X和Y方向的平移节点自由
度的拉伸－压缩单元，就像结构中两端铰支的杆，只有拉伸和
压缩变形，没有弯曲和扭转变形，不受弯矩，如图。可用于许
多工程领域，可将其看作是桁架、连杆或弹簧等构件。
输入数据：
单元名称
LINK1
J
节点
I，J
Y X
节点自由度 实常数
UX,UY AREA,ISTRN（初始应变）
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第九章 网格划分
本章主要内容： 定义单元的相关属性 进行网格划分的控制 自由网格与映射网格的划分 对实体模型进行分网操作 细化网格 网格检查
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第九章 网格划分
9.1 定义单元的相关属性 定义单元类型
添加、编辑和删除单元类型
第九章 网格划分
9.1 定义单元的相关属性 定义单元类型
转换单元类型
计算机辅助工程分析技术- CAE 2011年10月12日星期三7时14分1秒 9-9
添加、删除自由度
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第九章 网格划分
9.1 定义单元的相关属性 定义单元类型
人工设置时要注意节点号与节
点列表相符。以PLANE2为例， 其节点序号如上图，当生成网格 I
时，必须按I、J、K、L、M、N
的顺序选择。如果用下图的顺序
体载荷
特殊特征
基本选项
计算机辅助工程分析技术- CAE 2011年10月12日星期三7时14分1秒 9-11
第九章 网格划分
9.1 定义单元的相关属性 定义单元类型
单元名 节点 自由度 实常数 表面载荷 体载荷 特殊特征 基本选项
单元节点以I、J、K等依次编号，I是单元 第一个节点，且对每种单元类型，其节点 的顺序和方位都要按照该单元内部定义指 定。这种节点之间的连续性可以通过 ANSYS自动分网完成，也可以人工设置。
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第九章 网格划分
9.1 定义单元的相关属性
定义单元类型
b.单元特征形状 单元有四种形状：点、线、面和体。 点单元只有一个节点，如质量单元。 线单元代表直线或弧线，通常有2或3个节点。如梁单元、 桁单元、管单元和轴对称单元。 面单元有三角形和四边形单元，如二维实体单元或壳单元 体单元是四面体或方形的，如三维实体单元。 c.学科和自由度
节点
没有明确地在节点上定义自由度，但每
自由度
个单元都内含了自由度，从而决定了分
实常数
析的基本变量。
表面载荷 体载荷 特殊特征 基本选项
其它值，如应力、应变等，都是由这 些自由度值计算出来的，称为导出值。
可添加或删除自由度，但只能删除添 加的自由度，单元本身的自由度不能被删
除。
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第九章 网格划分
9.1 定义单元的相关属性
定义单元类型
要选择单元，就要知道每种单元的特征，具体可以查
阅在线帮助系统。单元的通用特征有：
单元名 节点 自由度 实常数 表面载荷
每个单元名包含组和一个独一无二的 序号。由于序号是独一无二的，所以 当用命令定义或查询帮助时，可以用 完整名字，也可直接用单元序号。 如： Plane 42、Solid 45、Beam 3等
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第九章 网格划分
9.1 定义单元的相关属性 定义单元类型
添加、编辑和删除单元类型
单元设置选项。每一种单元的 单元设置选项都不相同，可以 查阅帮助文档了解如何设置。
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第九章 网格划分
9.1 定义单元的相关属性 定义单元类型 常用结构单元类型介绍：
► 3-D弹性梁单元BEAM4
输 EL
出
NODES MAT
数 VOLU:
据 XC,YC,Z
TEMP
PRES
SDIR
SBYT
SBYB
SMAX
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第九章 网格划分
引言 在对模型进行网格划分之前需要考虑： 定义单元属性，包括单元类型、实常数和材料模型
等。这些属性对有限元分析来说，非常重要，不仅影 响到网格划分，而且最关键的是，对求解的精度影响 极大。
下面首先介绍单元属性的定义。
选取节点，则会出错。给出的错
误信息是在角节点上得到了为零
或者倒置的雅可比行列式。
1
M N
J L
3 6
4 2
5
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第九章 网格划分
9.1 定义单元的相关属性
定义单元类型 每个单元都有一定的自由度。自由度可
单元名
以是位移、转角、温度和压强等。尽管
I X
材料参数 表面载荷 体载荷
EX,ALPX,DENS,DAMP 无 温度；热流量
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第九章 网格划分
9.1 定义单元的相关属性 定义单元类型 常用结构单元类型介绍： ► 2-D杆单元LINK1
结果输出：
J Y
X I
第九章 网格划分
9.1 定义单元的相关属性 定义单元类型 常用结构单元类型介绍： ► 3-D结构实体单元 SOLID45
单元通过8个节点来定义，每个节点有3个沿着X,Y和Z方 向平移的自由度。
第九章 网格划分
9.1 定义单元的相关属性 定义单元类型 常用结构单元类型介绍：
补充介绍一下10节点四面体单元SOLID92和20节点六面 体单元SOLID95 。适用于曲线边界，每个节点有X,Y,Z3个 平动自由度。
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第九章 网格划分
引言
在对模型进行网格划分之前需要考虑： 要确定是采用自由网格分析还是采用映射网格分析。 自由网格对单元形状无限制，并且没有特定的准则。 与自由网格相比，映射网格对包含的单元形状有限制， 而且必须满足特定的规则。 映射面网格只包含四边形或三角形单元，映射体网 格只包含六面体单元。而且，映射网格具有规则形状， 排列整齐的单元。如果想要采用这种网格类型，必须 将模型生成具有一系列相当规则的体或面才能接受映 射网格的划分。
学科，包括结构、热、电、磁、流体或耦合场，单元 类型的自由度应当足够描述模型的响应，但不宜过多。
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第九章 网格划分
9.1 定义单元的相关属性 定义实常数
实常数用于描述某一种类型单元的几何特征。在单元 矩阵计算中必须输入，但又不能在节点位置或材料属性上 输入的数据以实常数输入。
输入数据：
单元名称 节点 节点自由度 实常数
BEAM4 I，J，K
UX,UY , UZ,ROTX,ROTY,ROTZ AREA,IZZ,IYY,TKZ,TKY,THEATA,ISTRN,
材料参数 表面载荷 体载荷 特殊功能
IXX, SHEARZ,SHEARY,SPIN,ADDMAS
EX,ALPX,DENS,GXY,DAMP 压力－表面1(I-J),2 (I-J),3 (I-J),4 (I),5 (I) 温度－T1,T2,T3,T4,T5,T6,T7,T8 应力强化，大变形，单元死活
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第九章 网格划分
9.1 定义单元的相关属性 定义单元类型
单元类型如此之多，那么如何合理地选择单元，或 者说选择单元时应当考虑哪些因素：
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第九章 网格划分
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