workbench网格划分

. . . 面匹配网格划分
• 对称面上网格一致有利于典型的旋转机械的旋转对称 分析
• 因为旋转对称所使用的约束方程其连接的截面上节点 的位置除偏移外必须一致（见下）
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Cut Boundaries
Matched Faces
Full Model
Cyclic Symmetry Model
Training Manual
ANSYS Workbench - DesignModeler
…实体网格形状
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• 扫略划分：
– 可以扫略的实体划分后具有的是六面体单元（也可能包含楔形单元）， 其他实体采用四面体单元划分；
… 映射面网格划分
• 映射面网格划分允许在面上生成结构网格：
– 下面例子，对内圆柱面进行映射网格划分可以得到很 一致的网格。这样对计算求解有益。
– 如果因为某些原因不能进行映射面网格划分，网格划 分仍将继续，这时将在Outline Tree 上出现标志：
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Sphere of Influence x x x x
… 局部网格控制
采用红色显示的作用范围（ “Sphere of Influence” ）如 图所示，在这个区域内的单元 将采用给定的平均尺寸。
• 球体的中心坐标采用的是局 部坐标系； • 所有包含在球域内的实体单 元网格尺寸按给定尺寸划分；
Scoped to single surface
• 注意，在“Element Shape” 分支只有相应的licenses（ ANSYS Structural license以上）才能使用Advanced Meshing Module.
• 如果体不能进行hex-dominant划分， “Control Messages” 将给出警告。
… Hex-Dominant 网格划分
… 映射面网格划分
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• 对surface可以进行四边形和三角形映射网格划分。
– Surface可以划分四边形或是三角形网格。（不推荐使用三角形壳体 单元，这样会影响结果精度）
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Scoped to 3 surfaces
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… 局部网格控制
• “Contact Sizing”允许在接触面上产生大小一 致的单元
– 接触面定义了零件间的相互作用，在接触面上 采用相同的网格密度对分析有利
…实体网格形状
• “Method”选项可以提供选择 实体划分的方法：
– “Auto Sweep if Possible”:采用 六面体单元或者楔形单元对实体 进行扫略；
– “All Tetrahedrons”:对所有实体 采用四面体单元划分；
– “Hex Dominant”:主要采用六面 体单元划分，但是包含少量的金 字塔单元和四面体单元（ 仅对 ANSYS Structural licenses或者 更高有效）；
• 基本的网格控制可以在“Mesh” 分支下操作
– 当“Global Controls” 为“Basic” (默认)时,用户可以 通过滑移块进行控制 。
• “Relevance” 可以设置在 –100 和 +100之间 • 网格划分倾向于高速度（-100）和高精度（+100） • 默认的 Relevance值是0，但可以通过“Tools >
注意，如果原有的网格不是一致的，细化 后的网格也不是一致的，细化后的网格是 原来的一半。
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… 局部网格控制
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• 下面讨论使用尺寸控制和细化控制的区别
– “Curv/Proximity” 使DS可以定义单元之间的有更加相近的曲率 并且 更加接近。
• 设定滑块从–100 到 +100 ，如果单元尺寸靠近左边的“Default”， “Curv/Proximity” 的作用和“Relevance” 相同。
• 线的“Proximity”仅仅对可扫掠体有效或者是加入“Part Proximity”分支后
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… 局部网格控制
• Part Relevance 允许控制部件网格
– “Part Relevance” 和 “Basic” 整体控制类似,但它 仅针对所选部件
– 可用滑块设置“Relevance” (-100 to +100)
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– “Initial Size Seed” 控制网格基准
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Assembly-Based Mesh Seeding Nodes: 13,001 Elements: 5,666 (Mesh seeding is more uniform between parts)
Part-Based Mesh Seeding Nodes: 52,484 Elements: 19,816 (Mesh seeding is based on parts, so less uniform between parts)
Control Panel > Meshing: Relevance”改变值。
Relevance = -100 Nodes: 9968 Elements: 5808
Relevance = 0 Nodes: 19040 Elements: 10909
Relevance = +100 Nodes: 40764 Elements: 24687
– 在理想情况下，用户需要的网格密度是结果不再随网格的加密而 改变的密度（例如，当网格细化后解没有什么改变）。
• 收敛控制（稍后讨论）可以达到这样的目的
– 但是，细化网格不能弥补不准确的假设和输入引起的错误。
… 整体网格划分控制
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– 在接触区域可以设定“Element Size”或or “Relevance”
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In this example, the contact region between the two parts has a Contact Sizing specified (by Element Size). Note that the mesh is now consistent at the contact region.
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. . .面匹配网格划分
• 步骤:
– 在“Mesh branch”中插入 “Match Face Meshing”控制 – 确定对称边界的表面 – 确定坐标系 (Z 轴为旋转轴)
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Rotation CS
… Hex-Dominant 网格划分
– 扫略划分要求实体在某一方向上具有相同的拓扑结构；
– 在“Mesh” 分支上点击右键选择“show sweepable bodies”可以看到能够 采用扫略划分的体，此时该体被选中；
For model shown on right, the solid body in middle is swept-meshed with hexahedral (and pentahedral) elements, whereas other volumes are meshed with tetrahedral elements.
– “Shape Checking” 用于对单元质量的检验。
• 对于线性分析，用 “Standard” 就可以。对于非线性分析和场分 析，需要严格的检验(“Aggressive”)。
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… 整体网格划分控制
• 向用户提供了五种控制选项(续):
• hex-dominant 网格划分例子:
– 10,918 brick (39%) – 6,289 tetra (23%) – 907 wedges (3%) – 9,631 pyramids (35%)
… 整体网格划分控制
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• 用户可以变为 “Advanced” 整体网格控制
• 向用户提供了五种控制选项:
– “Element Size” 定义了平均的单元边的长度
• 一种方法是通过“edge”选择器选取具有代表性的边（像筋板的厚 度）进行控制。
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• Advanced Meshing Module 高级网格划分模块介绍:
– hex-dominant网格算法先生成一个平面网格，经过向内拖拉形成块/ 锥。再在内部添加锥形四面体单元。这种外面上六面体单元，里面 是四面体单元的计算结果很好。
– 尺寸控制在划分前先给出网格单元的平均单元长度。通常来说，在 定义的几何体上可以产生一致的网格，网格过渡平滑。
– 细化是打破原来的网格划分。如有原来的网格不是一致的，细化后 的网格也不是一致的。尽管对单元的过渡进行平滑处理，但是细化 仍导致不平滑的过渡。
– 在同一个表面进行尺寸和细化定义。在网格初始划分时，首先应有 尺寸控制，然后在进行第二步的细化。
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网格划分
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网格划分Βιβλιοθήκη Training Manual• 网格的节点和单元参与有限元求解
– 对实体模型进行网格划分，结果网格在矩阵方程中求解。 – 在求解开始，自动生成默认的网格。 – 用户可以预览网格，检查是否满足要求。
… 局部网格控制
• 可以对已经划分的网格进行单元细化
– 尽管用户很清楚，先进行整体和局部网 格控制，然 后对被选的边、面进行网格细化。
– 推荐使用“1“级别细化。这使单元边界 划分为初始单元边界的一半。
• 在生成粗网格后，网格细化的得到更加密 的网格的简易方法。
如图所示，左边的进行了1级别的细化，然 而右边仍保持原来的默认网格。
– “Solid Element Order”允许用户建立 低阶和 (default) 实体单元之间的连接。
• 单元默认是高阶 • 不允许在结构分析时使用低阶四面体单元因为它会
导致常应变（刚化）。在使用“Hex-Dominant meshing ”时不能使用低阶实体单元进行结构和热分 析因为不支持金字塔形单元。 • 不支持形状优化分析
– “Number of Divisions” 设定边上的单元数目
– “Sphere of Influence” 设定控制单元平均大小的范围
• Sizing 设定局部网格密度。
– 可选选项见上
Entity Bodies Faces Edges Vertices
Element Size x x x
# of Elem. Division x
Part Relevance=+100
Part Relevance=-100
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… 局部网格控制
• “Sizing”允许设置局部单元大小
– 可以设置单元平均大小, 作用大小, 或每边的单元数目
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– “Element Size” 设置单元平均边长
Model shown is from a sample Inventor assembly.
… 网格划分
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• 用户需要权衡计算成本和网格划分份数之间的矛盾。
– 细密的网格可以使结果更精确，但是会增加CPU计算时间和需要 更大的存储空间。