ANSYS网格划分简介
ansys_workbench_15.0_网格划分讲解
Advanced Contact & Fasteners
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!
3.网格控制-总体尺寸控制-高级尺寸函数
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Advanced Sizing Functions (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) -Proximity and Curvature -Curvature -Proximity -Fixed
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1. Meshing网格划分概述
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Workbench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:
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3.网格控制-总体尺寸控制-高级尺寸函数
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3.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: Curvature Normal Angle-曲率法向角度 Min Size-总体最小尺寸 Max Face –面上最大尺寸 Max Size-总体最大尺寸 Growth Rate-网格生长率
ansys如何划分网格
January 30, 2001 Inventory #001441 11-11
3.网格划分控制——指定网格划分类型
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ANSYS 划分网格专题讲座
对边必须划分相等的份数
棱柱边上必须划分相等的份数 面内边上必须划分相等的份数
所有对边必须划分相等的份数
January 30, 2001 Inventory #001441 11-12
January 30, 2001 Inventory #001441 11-2
1.网格类型
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ANSYS 划分网格专题讲座
自由网格
映射网格
January 30, 2001 Inventory #001441 11-3
2. 定义单元类型
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ANSYS 划分网格专题讲座
在有限元分析过程中,对于不同的问 题,需要应用不同特性的单元,单元选择 不当,直接影响到计算能否进行和结果的 精度。ANSYS的单元库中提供了200多种 单元类型,每个单元都有唯一的编号,如 LINK1、PLANE2、BEAM3和SOLID45 等,几乎能解决大部分常见问题。
January 30, 2001 Inventory #001441 11-7
3.网格划分控制——单元尺寸和形状的控制
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ANSYS 划分网格专题讲座
如图所示为网格划分工具提供的单元尺寸控 制选项,可以对面、线、层和关键点的单元大小 进行设置,还可以对全局单元尺寸进行设置。同 一个网格区域的面单元可以是三角形或四边形, 体单元可以是六面体或四面体形状。
January 30, 2001 Inventory #001441 11-13
划分网格实例1——2D问题
ansys workbench 15.0 网格划分
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(advancing front)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。
-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 ——CAD neutral meshing netral solver
3.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: Proximity Accuracy-临近边缘精度参数; Num Cells Across Gap-间隙截面单元数量; Proximity Min Size-边缘最小尺寸; Max Face –面上最大尺寸; Max Size-总体最大尺寸; Growth Rate-网格生长率;
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
ansys如何划分网格
自由划分网格( 自由划分网格(Free meshing)和映射网格划分(Mapped )和映射网格划分( meshing)。 )。 • 自由划分网格主要用于划分边界形状不规则的区域,它 自由划分网格主要用于划分边界形状不规则的区域, 生成的网格相互之间呈不规则的排列。 生成的网格相互之间呈不规则的排列。常用于复杂形状 的边界选择自由划分网格。 的边界选择自由划分网格。自由网格缺点是分析精度不 够高。 够高。 • 映射网格划分用于单元形状有限制,并要符合一定的网 映射网格划分用于单元形状有限制, 格模式。映射面网格只包含四边形或三角形单元, 格模式。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。 体网格只包含六面体单元。映射网格的特点是具有规则 的形状,单元明显地成行排列。 的形状,单元明显地成行排列。
January 30, 2001 Inventory #001441 11-2
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划分网格专题讲座 划分网格专题讲座 划分网格专题讲座 划分网格专题讲座 划分网格专题讲座 划分网格专题讲座 划分网格专题讲座 划分网格专题讲座 划分网格专题讲座 划分网格专题讲座 划分网格专题讲座 划分网格专题讲座 划分网格专题讲座 划分网格专题讲座 ANSYS 划分网格专题讲座 ANSYS 划分网格专题讲座
• 映射网格划分要求面或者体有规则的形状,即必须满足一定的准则。 映射网格划分要求面或者体有规则的形状,即必须满足一定的准则。 同时SmartSizing不支持映射网格划分。 不支持映射网格划分。 同时 不支持映射网格划分 • 面映射网格包括全部是四边形单元或者全部是三角形单元。面接受映 面映射网格包括全部是四边形单元或者全部是三角形单元。 射网格划分,必须满足以下条件: 射网格划分,必须满足以下条件: • ① 该面必须是三条边或四条边。 该面必须是三条边或四条边。 • ② 如果是四条边,对边必须划分为相同数目的单元,或者是划分一 如果是四条边,对边必须划分为相同数目的单元, 过渡型网格。 过渡型网格。 • ③ 如果是三条边,则各边设置的单元划分数必须为偶数且相等,否 如果是三条边,则各边设置的单元划分数必须为偶数且相等, 软件会自动决定单元划分数。 则ANSYS软件会自动决定单元划分数。 软件会自动决定单元划分数 • ④ 网格划分必须设置为映射网格。 网格划分必须设置为映射网格。 • 如果一个面多于四条边,则不能直接用映射网格划分,但可以使某些 如果一个面多于四条边,则不能直接用映射网格划分, 线相连接,使总线数减小到4条之后再用映射网格划分 条之后再用映射网格划分。 线相连接,使总线数减小到 条之后再用映射网格划分。
ansys第3章网格划分技术及技巧(完全版)
ANSYS 入门教程 (5) - 网格划分技术及技巧之网格划分技术及技巧、网格划分控制及网格划分高级技术第 3 章网格划分技术及技巧定义单元属性单元类型 / 实常数 / 材料属性 / 梁截面 / 设置几何模型的单元属性网格划分控制单元形状控制及网格类型选择 / 单元尺寸控制 / 内部网格划分控制 / 划分网格网格划分高级技术面映射网格划分 / 体映射网格划分 / 扫掠生成体网格 / 单元有效性检查 / 网格修改网格划分实例基本模型的网格划分 / 复杂面模型的网格划分 / 复杂体模型的网格划分创建几何模型后,必须生成有限元模型才能分析计算,生成有限元模型的方法就是对几何模型进行网格划分,网格划分主要过程包括三个步骤:⑴定义单元属性单元属性包括:单元类型、实常数、材料特性、单元坐标系和截面号等。
⑵定义网格控制选项★对几何图素边界划分网格的大小和数目进行设置;★没有固定的网格密度可供参考;★可通过评估结果来评价网格的密度是否合理。
⑶生成网格★执行网格划分,生成有限元模型;★可清除已经生成的网格并重新划分;★局部进行细化。
定义单元属性一、定义单元类型1. 定义单元类型命令:ET, ITYPE, Ename, KOP1, KOP2, KOP3, KOP4, KOP5, KOP6, INOPR ITYPE - 用户定义的单元类型的参考号。
Ename - ANSYS 单元库中给定的单元名或编号,它由一个类别前缀和惟一的编号组成,类别前缀可以省略,而仅使用单元编号。
KOP1~KOP6 - 单元描述选项,此值在单元库中有明确的定义,可参考单元手册。
也可通过命令KEYOPT进行设置。
INOPR - 如果此值为 1 则不输出该类单元的所有结果。
例如:et,1,link8 ! 定义 LINK8 单元,其参考号为 1;也可用 ET,1,8 定义et,3,beam4 ! 定义 BEAM4 单元,其参考号为 3;也可用 ET,3,4 定义2. 单元类型的 KEYOPT命令:KEYOPT, ITYPE, KNUM, VALUEITYPE - 由ET命令定义的单元类型参考号。
ANSYS网格划分详细介绍
ANSYS网格划分详细介绍众所周知,对于有限元分析来说,网格划分是其中最关键的一个步骤,网格划分的好坏直接影响到解算的精度和速度。
在ANSYS中,大家知道,网格划分有三个步骤:定义单元属性(包括实常数)、在几何模型上定义网格属性、划分网格。
在这里,我们仅对网格划分这个步骤所涉及到的一些问题,尤其是与复杂模型相关的一些问题作简要阐述。
一、自由网格划分自由网格划分是自动化程度最高的网格划分技术之一,它在面上(平面、曲面)可以自动生成三角形或四边形网格,在体上自动生成四面体网格。
通常情况下,可利用ANSYS 的智能尺寸控制技术(SMARTSIZE命令)来自动控制网格的大小和疏密分布,也可进行人工设置网格的大小(AESIZE、LESIZE、KESIZE、ESIZE等系列命令)并控制疏密分布以及选择分网算法等(MOPT命令)。
对于复杂几何模型而言,这种分网方法省时省力,但缺点是单元数量通常会很大,计算效率降低。
同时,由于这种方法对于三维复杂模型只能生成四面体单元,为了获得较好的计算精度,建议采用二次四面体单元(92号单元)。
如果选用的是六面体单元,则此方法自动将六面体单元退化为阶次一致的四面体单元,因此,最好不要选用线性的六面体单元(没有中间节点,比如45号单元),因为该单元退化后为线性的四面体单元,具有过刚的刚度,计算精度较差;如果选用二次的六面体单元(比如95号单元),由于其是退化形式,节点数与其六面体原型单元一致,只是有多个节点在同一位置而已,因此,可以利用TCHG命令将模型中的退化形式的四面体单元变化为非退化的四面体单元,减少每个单元的节点数量,提高求解效率。
在有些情况下,必须要用六面体单元的退化形式来进行自由网格划分,比如,在进行混合网格划分(后面详述)时,只有用六面体单元才能形成金字塔过渡单元。
对于计算流体力学和考虑集肤效应的电磁场分析而言,自由网格划分中的层网格功能(由LESIZE命令的LAYER1和LAYER2域控制)是非常有用的。
ansysworkbencmeshing网格划分总结
Base point and delta创建出的点重合时看不到大部分可划分为四面体网格,但六面体网格仍是首选,四面体网格是最后的选择,使用复杂结构;六面体梯形在中心质量差,四面体在边界层处质量差,边界层处用棱柱网格prism;棱锥为四面体和六面体之间的过渡棱柱由四面体网格被拉伸时生成3DSweep扫掠网格划:只有单一的源面和目标面,膨胀层可生成纯六面体或棱柱网格Multizone多域扫掠网格:对象是多个简单的规则体组成时六面体——mapped mesh type映射网格类型:包括hexa、hexa/prism——free mesh type自由网格类型:包括not allowed、tetra、hexa dominant、hexa core 六面体核心——src/trg selection源面/目标面选择,包括automatic、manual source手动源面选择patch conforming:考虑一些小细节四面体,包括CFD的膨胀层或边界层识别patch independent:忽略一些小细节,如倒角,小孔等四面体,包括CFD的膨胀层或边界层识别——max element size 最大网格尺寸——approx number of elements大约网格数量mesh based defeaturing 清除网格特征——defeaturing tolerance 设置某一数值时,程序会根据大小和角度过滤掉几何边Use advanced size function 高级尺寸功能——curvature'kvt曲率:有曲率变化的地方网格自动加密,如螺钉孔,作用于边和面;——proximity prk'smt邻近:窄薄处、狭长的几何体处网格自动加密,如薄壁,但花费时间较多,网格数量增加较多,配合min size使用;控制面网格尺寸可起到相同细化效果; hex dominant六面体主导:先生成四边形主导的网格,然后再得到六面体再按需要填充棱锥和四面体单元;——此方法对于不可扫掠的体,要得到六面体网格时推荐——对内部容积大的体有用——对体积和表面积比小的薄复杂体无用——对于CFD无边界层识别——主要对FEA分析有用Automatic自动网格:在四面体网格patch conforming考虑细节和扫掠网格sweep之间自动切换;2DQuadrilateral dominant ,kwɑdr'ltrl四边形主导triangles'tragl三角形uniform quad/tri 均匀四边形或三角形uniform quad 均匀四边形膨胀所有的方法可以应用到膨胀中除了六面体主导控制的薄壁结构的扫掠可以扫掠纯六面体或楔形网格质量mesh metrics:畸变度skewness,六面体节点数少于四面体的一半,边界层、高区率区域用六面体;对任意几何,六面体网格划分需要多步,对简单几何,扫掠Sweep和Multizone是一种简单方式;几何体的不同部件可以使用不同的网格划分方法能扫掠的部件扫掠,不能的部件hex dominant,边界层棱柱——不同部件的体的网格可以不匹配或不一致——单个部件的体的网格匹配或一致四面体特点自动、关键区域可细化、边界层,单元和节点数多Physics preference物理场偏好Tetrahedrons ,tetr'hidrn; -'hed- 四面体Hexahedron,heks'hidrn; -'hed-六面体algorithm 'lgrem算法fixed:只以设定的大小划分网格,不会根据曲率大小自动细化statistic 网格统计数值explicit 显式动力学分析relevance 关联,相关;值-100—100越大,网格越细relevance center 关联中心smoothing 平滑度transition 过渡:控制临近单元增长比;CFD、Explicit需要缓慢网格过渡,mechanical、electromagetics需要产生快速网格过渡Element Midside Nodes 单元中间节点Sizing全局尺寸控制Initial Size Seed初始尺寸种子:用来控制每一部件的初始网格种子——active assembly有效组件:初始种子放入未一直部件——full assembly 全部组件——partSpan angle center 跨度中心角:网格在弯曲区域细分,直到单独单元跨越这个角Inflation 膨胀:一般而言,这里的Inflation为整体控制,我们不用,后面可以利用Mesh-Insert-Inflation来设置具体的膨胀;——use automatic tet inflation为program controlled时,膨胀层由所有没有指配named selection的边界形成;膨胀层厚度是表面网格的函数,是自动施加的;Contact size接触尺寸Refinement细化:仅对边、面、顶点有效Mapped face meshing映射面划分Match control 匹配控制:旋转机械,取重复的一部分方便循环对称分析;Pinch 收缩:可以在划分网格时自动去除模型上的一些小特征,如边、狭窄区等,从而减少网格数;收缩只对顶点和边起作用,面和体不能收缩;Mesh-右键-Create Pinch Controls可以让程序自动寻找并去除几何体上的一些小特征,之前要在Defeaturing特征清除中设置好Pinch Tolerance收缩容差,收缩容差要小于局部最小尺寸Minimum Edge Length;局部尺寸Sizing中的type通常采用如下两类:——element size:用于设置所选中的具体,某单元体、面、边、顶点的平均边长——sphere of influence:用球体来设置单元平均大小的范围,球体中心坐标采用的是局部坐标系,所有包含在球体内的实体,其单元网格大小均按照设定的尺寸划分;为了描述球所在位置,还对其它需要定义一个坐标系;右击coordinate systems插入一个坐标系,定义origin x,y,z, insert-sizing, 设置type为sphere of influence,点击sphere center选择创建的坐标系,设置sphere radius 和element size;Inflation——Smooth transition平滑过渡——Total thickness总厚度:选项的膨胀其第一层和下列每一层的厚度是常量——first layer thickness第一层厚度Transition ratio过渡比Maximum layers边界层层数Inflation algorithm膨胀运算法则——pre前处理:tgrid算法,可以应用于扫掠和2D网格划分;——post后处理:icem cfd算法,只对patch conforming和patch independent四面体网格有效;Inflation this methodMapped face meshing映射面划分①在面上允许产生结构网格②映射面划分的内部圆柱面有更均匀的网格模式③如果选择的映射面划分的面是由两个回线定义的,就要激活径向的分割数;扫掠时指定穿过环形区域的分割数radial number of divisions:这用来产生多层单元穿过薄环面;多体部件:一个part由多个solid组成,即多个bodymesh的整体思路是“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”问题同一部件能不能用不同网格需在DM中用slice分割划分,流体是否可用类似icem面网格作用Insert-Sizing-face-element size面尺寸,细化面网格起到细化体网格作用四面体的一个面组成了面网格Sweep和multizone区别:Sweep不能手动选多个源面,multizone可以选多个源面,sweep要想选多个源面需要slice成多体部件,multizone相当于将part分割了,适用于未分割且各个部分均可扫掠的;有不可扫掠部分和可扫掠部分的,先用slice分割为多体部件,再用sweep手动选择各个body的源面,其余部分tetra;Sweep的边界层需选择源面上的edge通过扫掠网格的映射面划分的使用和作用,强迫薄环厚度上的径向份数,在源面和目标面的边上设置边尺寸,有助于生成高质量的网格;多体部件:①Sweep手动源面+tetra分别划分最好sweep自动和手动效果相同②Multizone自动源面 hexa/prism、tetra差③Multizone手动指定源面最差④割后automatic同①影响网格质量的因素:几何模型:小边、狭长面、缝隙、尖锐角等“虚拟拓扑”虚拟地把小边、狭长面等合并,避免质量差的网格出现网格划分方法的选择网格尺寸的设置质量差的地方,进行局部网格加密。
ANSYS-Workbench-网格划分
b) Curvature:是由曲率法确定、细化边和曲面处的网格大小
c) Proximity:是控制模型邻近区网格生成,主适用于窄、薄处网格的 生成。
确定全局网格的设置
d. Proximity and curvature:具有proximity和curvature二者的特点, 但所消耗的时间也多。
• 设置合适的全局网格参数可以减小后面具体网格参数的设置工作量, 对于结构场,其详细栏见上个PPT的mechanical,下面以结构分析为 例对其展开描述。Mechanical中的尺寸函数(sizing)下参数项是高 级尺寸函数(advanced sizing function,简称ASF),这主要是控制 曲线、面在曲率较大的地方的网格。具体选项有:
Hex-Dominant网格
多域扫掠型
• 多域扫掠型(Multizone Sweep Meshing)主要用来划分六面体网格。 其特点就是具有几何体自动分解的功能,从而产生六面体网格。如下 图所示左边的几何体,若以常规的方式想划分成全六面体网格,则需 要先将几何体切分成四个规则体后,再扫掠成六面体网格。然而在 workbench中,只要直接使用多域扫掠法,程序就能自动处理划分成 六面体网格。
认识网格划分平台
网格文件具体地说主要有两类:有限元分析网格和计算流体力学 的网格。
认识网格划分平台
• 对于三维几何体,ANSYS共有下面六种不同的划分网格法
认识网格划分平台
• 对于二维几何体ANSYS有以下几种不同的划分网格法。
典型网格划分法
• 主要内容
四面体网格
• 在三维网格中,相对而言四面体网格划分是最简单的。在workbench 中,四面体网格的生成主要基于两种方法:RGRID算法和ICEM CFD tetra算法,具体如下:
ANSYS网格划分详解
按角点映射网格划分:
Main Menu> Preprocessor> Meshing> Mesh> Areas> Mapped> By Corners
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C 实体模型网格划分
体网格划分
对体进行网格划分,可以用SOLID单元。
Main Menu> Preprocessor> Meshing> Mesh> Volumes> Free
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B 网格划分控制
网格划分器选择-映射网格划分 2、指定尺寸和形状控制
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 Mapped. 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.)
其它两条线上会采用4 份分 割.
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B 网格划分控制
网格划分器选择-映射网格划分 3、生成映射网格
只要保证了规则的形状 并指定了合适的份数, 生成网格将 非常简单. 只须按MeshTool中的 Mesh 键, 然后按拾取器中 的 [Pick All] 或选择需要的实体即可.
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B 网格划分控制
映射网划分举例
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B 网格划分控制
单元形状控制
2、用网格划分器选项对话框进行单元形状设置 Main Menu > Preprocessor > Meshing > Mesher Opts
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B 网格划分控制
ANSYS各种网格划分方法
ANSYS各种网格划分方法1. 三角剖分法(Triangular Meshing):三角剖分法是一种常见的二维网格划分方法,它将几何体分割成一系列的三角形单元。
在ANSYS中,可以使用自动网格划分工具或手动方式进行三角剖分。
自动网格划分工具会根据所选几何体的复杂程度自动生成合适的三角形网格。
手动方式允许用户通过在几何体上添加特定的边界条件和限制条件来控制网格划分过程。
2. 四边形网格法(Quadrilateral Meshing):四边形网格法是一种常用的二维网格划分方法,它将几何体划分成一系列的四边形单元。
与三角形网格相比,四边形网格具有更好的数值特性和简化后处理的优势。
在ANSYS中,使用四边形网格法可以通过自动网格划分工具或手动方式进行划分。
3. 符号表示(Sweeping):符号表示是一种常用的三维网格划分方法,它通过将二维几何体沿特定方向移动来创建三维几何体的网格。
在ANSYS中,可以使用自动网格划分工具或手动方式进行符号表示。
自动网格划分工具可以根据选择的几何体自动生成符号表示网格。
手动方式允许用户根据需要指定几何体的边界条件和限制条件。
4. 细化网格法(Refinement):细化网格法是一种常用的网格划分方法,它通过逐步细化初步生成的网格来提高网格质量和分析精度。
在ANSYS中,用户可以通过自动细化工具或手动方式进行网格细化。
自动细化工具会根据预设的条件和几何体特征进行自动细化。
手动方式允许用户根据需要在特定区域添加额外的网格细化操作。
5. 自适应网格法(Adaptive Meshing):自适应网格法是一种根据分析需求自动调整网格划分的方法。
在ANSYS中,自适应网格法可以根据解的梯度、误差估计或特定的物理现象进行自动网格调整。
该方法可以显著减少有限元计算中的计算量,提高求解效率和准确性。
总结:ANSYS提供了多种网格划分方法,包括三角剖分法、四边形网格法、符号表示、细化网格法和自适应网格法。
ansys网格划分方法
ANSYS程序提供了使用便捷、高质量的对几何模型进行网格划分的功能。
主要包括4种网格划分方法:自由网格划分、映射网格划分、延伸网格划分和自适应网格划分。
(1)自由网格划分ANSYS程序的自由网格划分功能十分强大,这种网格划分方法没有单元形状的限制,网格也不遵循任何模式,因此适合于对复杂形状的面和体进行网格划分,这就避免了用户对模型各个部分分别划分网格后进行组装时各部分网格不匹配带来的麻烦。
对面进行网格划分,自由网格可以只有四边形单元组成,或者只有三角形单元组成,或者二者混合。
对体进行自由网格划分,一般指定网格为四面体单元、六面体单元作为过渡,也可以加入到四面体网格中。
若要严格定义单元形状,可通过以下方法实现。
Command:MSHAPE、MSHKEYGUI:Main Menu︱Preprocessor︱Meshing︱Mesher Opts(2)映射网格划映射网格划分允许用户将几何模型分解成简单的几部分,然后选择合适的单元属性和网格控制,生成映射网格,映射网格划分主要适合于规则的面和体,单元成行并具有明显的规则形状,仅适用于四边形单元(对面)和六面体(对体)。
图2.7所示为映射网格划分结果显示。
(3)延伸网格划分延伸网格划分可将一个二维网格延伸成一个三维网格,主要是利用体扫掠,从体的某一边界面扫掠贯穿整个体而生成体单元。
如果需扫掠的面由三角形网格组成,体将生成四面体单元,如果面网格由四边形网格组成,体将生成六面体单元,如果面由三角形和四边形单元共同组成,则体将由四面体和六面体单元共同填充。
(4)自适应网格划分自适应网格划分是在生成了具有边界条件的实体模型以后,用户指示程序自动地生成有限元网格,分析、估计网格的离散误差,然后重新定义网格大小,再次分析计算、估计网格的离散误差,直至误差低于用户定义的值或达到用户定义的求解次数。
Ansys_workbench网格划分相关
Ansys_workbench网格划分相关Mesh 网格划分方法—四面体(Patch Conforming和Patch Independent)、扫掠、自动、多区、CFX划分1.四面体网格优点—适用于任意体、快速自动生成、关键区域使用曲度和近似尺寸功能细化网格、可使用边界层膨胀细化实体边界。
缺点—在近似网格密度下,单元和节点数高于六面体网格、不可能使网格在一个方向排列、由于几何和单元性能的非均质性,不适用于薄实体或环形体常用参数—最小和最大尺寸、面和体的尺寸、Advanced尺寸功能、增长比(Growth—对CFD逐渐变化,避免突变)、平滑(smooth—有助于获得更加均匀尺寸的网格)、统计学(Statistics)、Mesh MetricsPathch Conforming—默认考虑几何面和体生成表面网格,会考虑小的边和面,然后基于TGRID Tetra算法由表面网格生成体网格。
作用—多体部件可混合使用Patch Conforming四面体和扫掠方法共同生成网格,可联合Pinch Control 功能有助于移除短边,基于最小尺寸具有内在网格缺陷Patch Independent—基于ICEM CFD T etra算法,先生成体网格并映射到表面产生表面网格。
如果没有载荷或命名,就不考虑面和边界(顶点和边),此法容许质量差的CAD几何。
作用—可修补碎面、短边、差的面差数,如果面上没有载荷或者命名,就不考虑面和边了,直接将网格跟其它面作一体划。
如果有命名则要单独划分该区域网格体膨胀—直接选择要膨胀的面,就可使面向内径向生成边界层面膨胀—选择要膨胀的面,在选择面的边,就可以向面内膨胀2.扫掠网格体须是可扫掠的、膨胀可产生纯六面体或棱柱网格,手动设置源和目标面,通常一对一,薄壁模型(Src/Trg选择Manual Thin)可自动划分多个面,在厚度方向上划分多个单元。
3.自动化分网格—应该划分成四面体,其与扫掠取决于体是否可扫掠,同一部件的体有一致网格,可程序化控制膨胀4.多区扫掠网格划分—基于ICEM CFD六面体模块,多区划分完后,可给多区添加膨胀5.CFX网格—使用四面体和棱柱网格对循环对称或旋转对称几何划分网格,不考虑网格尺寸或没有网格应用尺寸可使用CFX网格全局网格控制1.Physics Preference 物理设置包括力学(Mechanical)、CFD、电磁(Electromagnetic)、显示(Explicit)分析2.结构分析—使用哪个高阶单元划分较为粗糙的网格。
ANSYS网格划分详细介绍
ANSYS网格划分详细介绍ANSYS网格划分详细介绍众所周知,对于有限元分析来说,网格划分是其中最关键的一个步骤,网格划分的好坏直接影响到解算的精度和速度。
在ANSYS中,大家知道,网格划分有三个步骤:定义单元属性(包括实常数)、在几何模型上定义网格属性、划分网格。
在这里,我们仅对网格划分这个步骤所涉及到的一些问题,尤其是与复杂模型相关的一些问题作简要阐述。
一、自由网格划分自由网格划分是自动化程度最高的网格划分技术之一,它在面上(平面、曲面)可以自动生成三角形或四边形网格,在体上自动生成四面体网格。
通常情况下,可利用ANSYS 的智能尺寸控制技术(SMARTSIZE命令)来自动控制网格的大小和疏密分布,也可进行人工设置网格的大小(AESIZE、LESIZE、KESIZE、ESIZE等系列命令)并控制疏密分布以及选择分网算法等(MOPT命令)。
对于复杂几何模型而言,这种分网方法省时省力,但缺点是单元数量通常会很大,计算效率降低。
同时,由于这种方法对于三维复杂模型只能生成四面体单元,为了获得较好的计算精度,建议采用二次四面体单元(92号单元)。
如果选用的是六面体单元,则此方法自动将六面体单元退化为阶次一致的四面体单元,因此,最好不要选用线性的六面体单元(没有中间节点,比如45号单元),因为该单元退化后为线性的四面体单元,具有过刚的刚度,计算精度较差;如果选用二次的六面体单元(比如95号单元),由于其是退化形式,节点数与其六面体原型单元一致,只是有多个节点在同一位置而已,因此,可以利用TCHG命令将模型中的退化形式的四面体单元变化为非退化的四面体单元,减少每个单元的节点数量,提高求解效率。
在有些情况下,必须要用六面体单元的退化形式来进行自由网格划分,比如,在进行混合网格划分(后面详述)时,只有用六面体单元才能形成金字塔过渡单元。
对于计算流体力学和考虑集肤效应的电磁场分析而言,自由网格划分中的层网格功能(由LESIZE命令的LAYER1和LAYER2域控制)是非常有用的。
ANSYS-网格划分方法总结
(1) 网格划分定义:实体模型是无法直接用来进行有限元计算得,故需对它进行网格划分以生成有限元模型。
有限元模型是实际结构和物质的数学表示方法。
在ANSYS中,可以用单元来对实体模型进行划分,以产生有限元模型,这个过程称作实体模型的网格化。
本质上对实体模型进行网格划分也就是用一个个单元将实体模型划分成众多子区域。
这些子区域(单元),是有属性的,也就是前面设置的单元属性。
另外也可以直接利用单元和节点生成有限元模型。
实体模型进行网格划分就是用一个个单元将实体模型划分成众多子区域(单元)。
(2)为什么我选用plane55这个四边形单元后,仍可以把实体模型划分成三角形区域集合???答案:ansys为面模型的划分只提供三角形单元和四边形单元,为体单元只提供四面体单元和六面体单元。
不管你选择的单元是多少个节点,只要是2D单元,肯定构成一个四边形或者是三角形,绝对没有五、六边形等特殊形状。
网格划分也就是用所选单元将实体模型划分成众多三角形单元和四边形子区域。
见下面的plane77/78/55都是节点数目大于4的,但都是通过各种插值或者是合并的方式形成一个四边形或者三角形。
所以不管你选择什么单元,只要是对面的划分,meshtool上的划分类型设置就只有tri和quad两种选择。
如果这个单元只构成三角形,例如plane35,则无论你在meshtool上划分设置时tri 还是quad,划分出的结果都是三角形。
所以在选用plane55单元,而划分的是采用tri划分时,就会把两个点合并为一个点。
如上图的plane55,下面是plane单元的节点组成,可见每一个单元上都有两个节点标号相同,表明两个节点是重合的。
同样在采用plane77 单元,进行tri划分时,会有三个节点重合。
这里不再一一列出。
(3)如何使用在线帮助:点击对话框中的help,例如你想了解plane35的相关属性,你可以点击上右图中的help,亦可以,点击help—>help topic弹出下面的对话康,点击索引按钮,输入你想查询的关键词。
ANSYS网格划分要点
ANSYS网格划分要点ANSYS网格划分要点在划分网格前,用户首先需要对模型中将要用到的单元属性进行定义。
单元属性主要包括:单元类型、实常数、材料常数。
典型的实常数包括:厚度、横截面面积、高度、梁的惯性矩等。
材料属性包括:弹性模量、泊松比、密度、热膨胀系数等。
ANSYS为用户提供了两种网格划分类型:自由和映射所谓“自由”,体现在没有特定的准则,对单元形状无限制,生成的单元不规则,基本适用于所有的模型。
自由网格生成的内部节点位置比较随意,用户无法控制。
操作方式是打开Mesh Tool工具条上的Free选项。
所用单元形状依赖于是格划分。
对于面,自由网格可以只由四边形单元组成,也可以只由三角形单元组成,或两者混合。
对于体,自由网格一般限制为四面体单元。
映射网格划分要求面或体形状满足一定规则,且映射面网格只包括三角形单元或四边形单元,映射体网格只包括六面体单元,它生成的单元形状比较规则,适用于形状规则的面和体。
对于映射网格划分,生成的单元尺寸依赖于当前DSIZE、ESIZE、KESIZE、LESIZE和ASIZE的设置。
Smartsize不能用于映射网格划分。
当使用硬点时,不支持映射网格划分。
面映射网格划分:包括全部是四边形单元或者全部是三角形单元。
此面必须由3或4条线围成,在对边上必须有相等的单元划分数。
如果此面由3条线围成,则三条边上的单元划分数必须相等且必须是偶数。
对边网格数之差相等,或者一对对边网格数相等,另一对网格数之差为偶数,也可以进行映射网格划分。
如果一个面由多于4条的线围成,则它不能直接采用映射网格进行划分,然而,为了将总的线数减少到4,其中的某些线可以被加起来(add)或连接起来(concatenated,一种进行网格划分时的操作)。
代替进行连接操作(concatenation),可以用拾取一个面的3个或4个角点来进行面映射网格划分,这种简化的映射网格划分方法将两个关键点之间的多条线内部连接起来。
ANSYS有限元网格划分浅析
ANSYS有限元网格划分浅析有限元分析作为现代工程设计领域中不行或缺的工具,旨在通过对复杂结构进行数值模拟,猜测其力学行为和性能。
而有限元网格划分作为有限元分析的前提条件,直接影响着分析结果的准确性和计算效率。
本文将对ANSYS有限元网格划分的原理和技巧进行浅析,并探讨其在工程设计中的应用。
一、有限元网格划分的基本原理有限元网格划分是将连续物体离散化成有限个离散单元,构建有限元模型的过程。
其原理主要涉及两个方面:几何划分和节点生成。
1.1 几何划分几何划分是将实际结构划分为有限单元的过程,主要包括自动划分和手动划分两种方式。
自动几何划分是ANSYS通过对实际结构进行自动网格划分的功能,依据用户指定的几何参数进行自适应划分,最大程度地保持结构的准确外形。
这种划分方法具有快速、高效的优点,特殊适用于复杂结构的网格划分。
手动几何划分是由用户通过手动操作构建网格划分,使用ANSYS提供的几何划分工具进行几何实体的划分和组合,依据结构外形和特点进行网格划分的方式。
这种划分方法需要用户具备一定的几何划分技巧和阅历,能够对结构进行合理的划分。
1.2 节点生成节点生成是指依据坐标系和几何划分,自动生成有限元网格中的节点坐标。
在划分完成后,节点将依据有限元单元的外形和尺寸进行生成。
节点生成过程中主要包括节点编号、坐标值和自由度的定义。
节点编号是为每个节点赐予唯一的标识,便利在后续分析中进行节点相关的计算;坐标值是节点在几何坐标系中的坐标值,用于描述节点在空间中的详尽位置;自由度的定义是为节点定义相应的位移或位移的导数,用于后续求解分析中的节点位移计算。
二、ANSYS有限元网格划分的技巧2.1 网格密度的控制网格密度是指网格单元数目与结构体积之比,其决定了有限元模型对结构细部行为的描述能力。
合理控制网格密度能够提高分析结果的准确性和计算效率。
一般来说,细节丰富的区域应接受较小的网格单元,而结构较简易的区域可以接受较大的网格单元。
ANSYS网格划分方式总结
(1) 网格划分概念:实体模型是无法直接用来进行有限元计算得,故需对它进行网格划分以生成有限元模型。
有限元模型是实际结构和物质的数学表示方式。
在ANSYS中,能够用单元来对实体模型进行划分,以产生有限元模型,那个进程称作实体模型的网格化。
本质上对实体模型进行网格划分也确实是用一个个单元将实体模型划分成众多子区域。
这些子区域(单元),是有属性的,也确实是前面设置的单元属性。
另外也能够直接利用单元和节点生成有限元模型。
实体模型进行网格划分确实是用一个个单元将实体模型划分成众多子区域(单元)。
(2)什么缘故我选用plane55那个四边形单元后,仍能够把实体模型划分成三角形区域集合???答案:ansys为面模型的划分只提供三角形单元和四边形单元,为体单元只提供四面体单元和六面体单元。
不管你选择的单元是多少个节点,只若是2D单元,确信组成一个四边形或是三角形,绝对没有五、六边形等特殊形状。
网格划分也确实是用所选单元将实体模型划分成众多三角形单元和四边形子区域。
见下面的plane77/78/55都是节点数量大于4的,但都是通过各类插值或是归并的方式形成一个四边形或三角形。
因此不管你选择什么单元,只若是对面的划分,meshtool上的划分类型设置就只有tri和quad两种选择。
若是那个单元只组成三角形,例如plane35,那么不管你在meshtool上划分设置时tri 仍是quad,划分出的结果都是三角形。
因此在选用plane55单元,而划分的是采纳tri划分时,就会把两个点归并为一个点。
如上图的plane55,下面是plane单元的节点组成,可见每一个单元上都有两个节点标号相同,说明两个节点是重合的。
一样在采纳plane77 单元,进行tri划分时,会有三个节点重合。
那个地址再也不一一列出。
(3)如何利用在线帮忙:点击对话框中的help,例如你想了解plane35的相关属性,你能够点击上右图中的help,亦能够,点击help—>help topic弹出下面的对话康,点击索引按钮,输入你想查询的关键词。
ANSYS网格划分总结大全
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。
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Lplot
改变单元尺寸:
Desize…..
Lesize,all,,,,,1
Lplot
(3)局部网格控制
I.esize(整体尺寸控制),可以采用面或体中最短线之间的距离(一般划分2~3个单元),来控制整体单元尺寸
II.kesize(指定点控制)
◎中间节点设置的控制(controling placement of midside nodes)ANSYS默认情况下,将具有中节点的单元的中节点设置在边界线上或边界的面上。
◎单元尺寸的设置
(1)对于采用free方式的smart element sizing(smrtsize)方法:该方法具有如下优点:首先计算面或体中线的单元边的尺寸;其次,若采用四边形单元,所有边的划分为偶数。smrtsize控制方法:basic,简单的设置划分等级(level),1(fine mesh)~10(coarse mesh)。Advaced control,可以控制划分的质量,使网格尽可能的满足要求。
(2)用sweeping方法划分体网格的步骤
[1]首先确定有多少个体sweeping
[2]确定该几何体的拓扑是否可以用该方法,满足下列条件之一是不可以采用的。
I.若命令lesize采用“hard”选项(不可改变),并且source area和target area对应的线等分数目不相等。
◎ Sweeping划分网格:
(1)优点:
①可从其它软件中引入模型,用ANSYS划分网格
②对于不规则体产生六面体网格,可以考虑把体分成一系列的可以sweeping的区域。
③可以用不同的方法划分网格
④在sweeing以前,若没有对source area进行网格划分,ANSYS会自动划分它,extrusion方法则需要用户自己划分。
[4]确定在sweep方向划分单元的数量。
(3)若在sweeping过程中,出现sweeping failure,可以采用以下方法来处理:
[1]若没有指定source and target area,请指定他们。
[2]若A1做为source area,A2作为target area, sweeping failure,可以交换一下,try。
优点:梁截面的定向点,将影响到单元的划分和计算的分析结果。如图所示:假设定向点为A点,则在计算中,梁的截面方向如图中(x-y)所示。若将定向点A与y轴有一定的夹角(表示为点B),则计算中,梁的截面方向也将旋转一定的角度(如图中x-y所示)。
定向点的指定:一般的线由两个keypoint组成,可以分别指定每一keypoint的定向点(kb,ke)。若定向参考点kb,ke取为相同,则沿着梁的方向,截面一样,不出现扭曲。若呈现一点的角度,则会产生扭曲现象。
(2) 对边划分相等的等份,或者符合过度模式(transition pattern)
(3) 若是三条线组成的面,所有边必须等份。满足三者之一,可以采用mapped方式,进行area网格划分。
若面有多余四条的线组成:可以采用:lcomb(推荐首先采用)或lccat变成四条。
对于线、面、体上的keypoint,ansys在划分网格时,将有节点设置。
*面的过渡模式(Transition pattern)
对于面来说,有两种过渡模式可选(以有四条线组成的面为例):
第一种:满足条件:对边的等分份数之差必须相等。
第二种:满足条件:一组对边等分份数相等,另一组对边等分份数之差为偶数(even number)
◎体的mapped方式划分方法(单元形状只能采用六面体形状):
III.lesize(指定线控制)。
上述方法可以联合使用,若指定相互冲突,ANSYS根据以下优先级来确定划分的数量:
Lesize>kesize>esize
(4)内部网格的控制(interior mesh control)
以上所述均为通过边界来控制单元的尺寸,也可以通过内部的面或体来控制单元的尺寸,通过mopt来实现。
[分享]ANSYS网格划分简介(一)
1.首先确定单元形状:
Mshape,key,dimension
Dimension:2D or 3D
对于2D(3D)来说:key=0,四边形(六面体)单元;key=1,三角形(四面体)单元。
2.确定单元的划分方式(free or mapped)
Mshkey, value
其中:value=1,mapped划分方式
value=0,free,value=2
尽量mapped,如果不可以,进行free.
3.中节点的设置:mshmid
对与mapped的划分方式是大家最喜欢的,优点不比多说。
◎面的mapped的划分方法:
*基本条件:
(1) 面有三条或四条线组成
[分享]ANSYS网格划分简介(三)
◎在进行网格划分之前,前期工作要作好,主要包括:
(1)建立模型 (2)设置元属性(单元类型、材料属性、截面属性)
(3)网格控制
◎划分网格
(1) Kmesh:在keypoint处产生点单元(mass)
(2) Lmesh:在line上产生线单元(link)
[3]若A1和A2做为源面和目标面,不能成功,可以考虑采用A5-A6。
[4]用shape checking 作为工具来判断哪部分导致sweeping failure。
采用ape checking 的警告模式(warning mode),重新进行sweeping操作。用警告信息确定包含坏单元的区域。然后清楚坏单元,将shape checking恢复默认值。修改模型,然后进行sweeping.
*基本条件:
(1) 体必须有六个面、五个面、或者四个面构成
(2) 若是六个面,必须是对边等分份数相等
(3) 五面体的边(edge)必须等分,上下底面的边必须偶数等分
(4) 四面体上所有的边必须偶数等分。
若不满足上述条件,可以采用aadd或accat将面连接,若有线需要连接,先对面进行,然后对线进行lccat.
(3) 单元尺寸(element size)
现在分别加以说明:
◎单元形状:对于2d的面的划分,可以采用三角形单元或者四边形单元。对于3D的体的划分,要么采用六面体单元,要么采用四面体单元。二者的混合使用一般不推荐使用。若采用(transitional pyrmid element)过渡的金字塔单元,可以采用二者的混合使用。
II.若体有多于一个的”shell,可以采用vlish,查看shell的数目。
III.source area和target area不相对。
IV.在体内有不穿透源面或者目标面的孔。
若满足上述条件的体不能被sweep,可以考虑将该体分成可以sweep的体。
[3]确定定义2d和3d单元
修改模型的建议如下:
I.若在质量较差的单元区域中,任何一条线上有太多或者太少的划分的份数,请手动指定一下划分份数;
II.在sweeping方向尽量使用小的单元尺寸;
III.划分成多个体,进行sweep;
(2)对于采用mapped方式的默认的单元尺寸(default element size)
通过命令:desize来修改采用mapped方式在每一条线上划分份数。
对于大型模型,首先查看模型的划分是很有必要的:例如
Et,1,45
Mshape,0
Mshkey,1
I.mopt,expand:作用从边界的细分到内部的粗分。
II.mopt,trans,value:实现从边界上小的单元到内部的单元尺寸的过渡(与(1)联合应用)
III.mopt,aorder,on:在多个体划分网格时,为了保证小的面上的单元数和相对较高的质量,采用此命令,保证首先在较小的面上划分网格。
(3) Amesh:在area上产生面单元(plane82)
(4) Vmesh: 在volume上产生体单元(solid)
(5) Imesh:沿着线(面)产生厚度均一的交界面单元(inter92)
◎对于梁单元的说明
对于2d梁单元,不需要考虑截面定向点
对于3d梁单元,需要考虑
*体的过渡模式
主要把面的过度模式理解清楚,可以很容易的理解体的过度模式。还有一点,就是,对边等分份数相等。有4中过度模式。(可以参看ansys帮助)。
[分享]ANSYS网格划分简介(二)
网格划分的控制主要考虑以下三个因素:
(1) 单元形状(element shape)
(2) 中节点的设置(midside node placement)