ansys三维网格划分流程
ansys三维网格划分流程图
2-23
来自百度文库
一般网格控制
2-24
Introduction to the ANSYS Meshing Application
命名选项
• 命名选项允许用户对顶点, 边,面, 或体创建组
– 命名选项可用来定义网格控制, 施加载荷和结构分析中的边界等 – 命名选项将在网格输入到CFX-Pre 或Fluent时，以域的形式出
集流管例子 : 热应力气流分析的外部铸件和内部流体的网格划分 2-3
Introduction to the ANSYS Meshing Application
网格详述 需考虑的事项
• 细节:
– 多少几何细节是和物理分析有关的 – 不必要的细节会大大增加分析需求
• 细化
– 哪些是复杂应力梯度区域？这些区 域需要高密度的网格.
2D几何网格划分方法
• 面体或壳2D几何有四种不同网格划分方法:
– 自动的 (四边形支配)
– 三角形 – 均匀四边形和三角形 – 均匀四边形
Training Manual
2-13
Introduction to the ANSYS Meshing Application
几何要求
• 所有的3D 网格划分方法要求 组成的几何为实体
2-27
Training Manual
Introduction to the ANSYS Meshing Application
ANSYS网格划分(强烈推荐)
有限元及ANSYS
网格划分器选择－映射网格划分
分割 可以通过布尔减运算实现.
您可以使用工作平面, 一个面, 或一条线 作为切割工具.
有限元及ANSYS
注意：如果没有设置单元属性，ANSYS则自动将所有单元赋予 缺省值：MAT=1、TYPE=1、和REAL=1。
有限元及ANSYS
单元属性设置
当你在划分单元前忘记设置单元属性，划分后的单元属性MAT=1、 TYPE=1、REAL=1，怎么办？在这种情况下，有两种方法可以修改单元属 性： 一是先清除网格，再设置好单元属性，重新划分网格。 二是先设置当前的单元属性，再修改网格为当前单元属性。 ①Main Menu: Preprocessor > -Attributes- Defines >Default Attribs … ②Main Menu: Preprocessor > -Modeling- Move/Modify > -ElementsModify Attrib
有限元及ANSYS
Smartsize网格划分控制
2、Smartsize高级控制
【TRANS】：网格划分过渡因子。 该值决定了从面的边界上到内部单元尺寸涨缩的速度。该值 必须大于1而且最好小于4。
ANSYS第3章网格划分技术及技巧（完全版）
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
3.1 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
3.2 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 / 部⽹格划分控制 / 划分⽹格
3.3 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
3.4 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。
3.1 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。
Ansys15.0workbench网格划分教程
第3章Workbench网格划分
3.1 网格划分平台
ANSYS Workbench中提供ANSYS Meshing应用程序（网格划分平台）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。
●FEA仿真：包括结构动力学分析、显示动力学分析（AUTODYN、ANSYS LS/DYNA）、
电磁场分析等。
●CFD分析：包括ANSYS CFX、ANSYS FLUENT等。
3.1.1 网格划分特点
在ANSYS Workbench中进行网格划分，具有以下特点：
●ANSYS网格划分的应用程序采用的是Divide & Conquer（分解克服）方法。
●几何体的各部件可以使用不同的网格划分方法，亦即不同部件的体网格可以不匹配
或不一致。
●所有网格数据需要写入共同的中心数据库。
●3D和2D几何拥有各种不同的网格划分方法。
ANSYS Workbench 15.0从入门到精通
ANSYS Workbench中提供的网格划分法可以在几何体的不同部位运用不同的方法。
1．对于三维几何体
对于三维几何体（3D）有如图3-1所示的几种不同的网格划分方法。
图3-1 3D几何体的网格划分法
（1）自动划分法（Automatic）
自动设置四面体或扫掠网格划分，如果体是可扫掠的，则体将被扫掠划分网格，否则将使用Tetrahedrons下的Patch Conforming网格划分器划分网格。同一部件的体具有一致的网格单元。
（2）四面体划分法（Tetrahedrons）
四面体划分法包括Patch Conforming划分法（Workbench自带功能）及Patch Independent划分法（依靠ICEM CFD Tetra Algorithm软件包实现）。四面体划分法的参数设置如图3-2所示。
第3章ANSYS13.0Workbench网格划分及操作案例
第3章ANSYS13.0Workbench⽹格划分及操作案例
第 3章 ANSYS 13.0 Workbench⽹格划分及操作案例
⽹格是计算机辅助⼯程（CAE）模拟过程中不可分割的⼀部分。⽹格直接影响到求解精度、求解收敛性和求解速度。此外，建⽴⽹格模型所花费的时间往往是取得 CAE 解决⽅案所耗费时间中的⼀个重要部分。因此，⼀个越好的⾃动化⽹格⼯具，越能得到好的解决⽅案。
3.1 ANSYS 13.0 Workbench ⽹格划分概述
ANSYS 13.0 提供了强⼤的⾃动化能⼒，通过实⽤智能的默认设置简化⼀个新⼏何体的⽹格初始化，从⽽使得⽹格在第⼀次使⽤时就能⽣成。此外，变化参数可以得到即时更新的⽹格。ANSYS 13.0 的⽹格技术提供了⽣成⽹格的灵活性，可以把正确的⽹格⽤于正确的地⽅，并确保在物理模型上进⾏精确有效的数值模拟。
⽹格的节点和单元参与有限元求解，ANSYS 13.0在求解开始时会⾃动⽣成默认的⽹格。可以通过预览⽹格，检查有限元模型是否满⾜要求，细化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，因此需要权衡计算成本和细化⽹格之间的⽭盾。在理想情况下，我们所需要的⽹格密度是结果随着⽹格细化⽽收敛，但要注意：细化⽹格不能弥补不准确的假设和错误的输⼊条件。
ANSYS 13.0 的⽹格技术通过 ANSYS Workbench的【Mesh】组件实现。作为下⼀代⽹格划分平台， ANSYS 13.0 的⽹格技术集成ANSYS 强⼤的前处理功能，集成 ICEM CFD、 TGRID、 CFX-MESH、GAMBIT⽹格划分功能，并计划在 ANSYS 15.0 中完全整合。【Mesh】中可以根据不同的物理场和求解器⽣成⽹格，物理场有流场、结构场和电磁场，流场求解可采⽤【Fluent】、【CFX】、【POLYFLOW】，结构场求解可以采⽤显式动⼒算法和隐式算法。不同的物理场对⽹格的要求不⼀样，通常流场的⽹格⽐结构场要细密得多，因此选择不同的物理场，也会有不同的⽹格划分。【Mesh】组件在项⽬流程图中直接与其他 Workbench分析系统集成。
ANSYS-Workbench-网格划分
•refinement打破了原来划分的网格。如果原来的网格原本就不
一致，则细化后的网格也不一致。虽然程序对单元的过渡进行 平滑处理，但细化后仍有可能有不平滑的过渡。
确定局部网格的设置
4. Mapped Face Meshing:这是映射面网格划分。 其特点是允许在面上生成结构网格，由于进行映射网格划分可以得到一
1、字体安装与设置
2、替换模板
如果您对PPT模板中的字体风格不满意，可进行批量替换，一次性更改各页面字体。 1. 在“开始”选项卡中，点击“替换”按钮右侧箭头，选择“替换字体”。（如下图）
模板中的图片展示页面，您可以根据需要
方法一：更改图片
2. 在图“替换”下拉列表中选择要更改字体。（如下图）
1.选中模版中的图片（有些图片与其他对 ，而不是组合）。
四面体网格
2. 基于ICEM CFD Tetra法的四面体网格有以下特点： a. 划分网格时依次从几何的体、面、边顺序划分网格 b. 主要适用于比较“烂”即比较“脏”的几何体 c. 几何体上的面积边界等的影响往往可能被忽略，即粗糙的网格可能
忽略几何体表面细节
扫掠型网格
• 这种网格划分方法主要是产生六面体网格或者棱柱形网格。但要注意 被划分体必须是可扫掠（规则几何体）的，且有单一的原面和单一的 目标面。
ANSYS的建模方法和网格划分
ANSYS的建模方法和网格划分
ANSYS的建模方法和网格划分
ANSYS是一种广泛应用于工程领域的数值分析软件，它的
建模方法和网格划分是进行仿真分析的关键步骤。本文将介绍ANSYS的建模方法和网格划分的基本原理和常用技术。
一、建模方法
1.1 几何建模
在ANSYS中，几何建模是将实际物体转化为计算机能够识别和处理的几何形状，是进行仿真分析的基础。几何建模可以通过直接绘制几何形状、导入CAD模型或利用几何操作进行创建。
直接绘制几何形状是最简单的建模方法，可以通过ANSYS
的几何绘制工具直接绘制点、线、面、体等几何形状。这种方法适用于几何形状较简单的情况。
导入CAD模型是将已有的CAD文件导入到ANSYS中进行分析。导入的CAD文件可以是各种格式，如IGES、STEP、SAT等。通过导入CAD模型，可以方便地利用已有的CAD设计进行分析。
几何操作是通过几何操作工具进行模型的创建和修改。几何操作工具包括旋转、缩放、挤压、倒角等操作。利用几何操作可以对模型进行非常灵活的设计和修改。
1.2 材料属性定义
在进行仿真分析前，需要定义材料的物理性质和力学性能。在ANSYS中，可以通过在建模环境中定义材料属性的方法进行。
定义材料属性包括确定材料的密度、弹性模量、泊松比、热膨胀系数等物理性质。这些属性对于仿真分析的准确性和可靠性起到重要作用。
定义材料的力学性能包括确定材料的材料模型和本构关系，
如线弹性、非线弹性、塑性、强化塑性等。这些性能可以根据实际需要进行选择和确定。
1.3 界面条件设置
界面条件设置是定义与外部环境或其他系统之间的边界条件和加载条件。在ANSYS中，可以通过多种方式进行界面条件设置。
Ansys建模与网格划分指南
第二章 规划分析方案 2.1 规划的重要性 当开始建模时，用户将（有意地或无意地）作许多决定以确定如何来对物理系统进行数值模 拟；分析的目标是什么？模型是全部或仅是物理系统的部分？模型将包含多少细节？选用什 么样的单元？有限元网格用多大的密度？总之，你将对要回答的问题的计算费用（CPU 时 间等）及结果的精度进行平衡考虑。你在规划阶段作出的这些决定将大体上控制你分析的成 功与否。 2.2 确定分析目标 确定分析目标的工作与 ANSYS 程序的功能无关，完全取决于用户的知识、经验及职业技能， 只有用户才能确定自己的分析目标，开始时建立的目标将影响用户生成模型时的其它选择。 2.3 选择模型类型（二维、三维等） 有限元模型可分为二维和三维两种。可以由点单元、线单元、面单元或实体单元组成，当然， 也可以将不同类型的单元混合使用（注意要保证自由度的相容性）。例如，带筋的薄壳结构 可用三维壳单元离散蒙皮，用三维梁单元来离散蒙皮下的筋。对模型的尺寸和单元类型的选 择也就决定生成模型的方法。 线模型代表二维和三维梁或管结构，及三维轴对称壳结构的二维模型。实体建模通常不便于 生成线模型，而通常由直接生成方法创建。 二维实体模型在薄平板结构（平面应力），等截面的“无限长”结构（平面应变）或轴对称实 体结构。尽管许多二维分析模型用直接生成方法并不困难，但通常用实体建模更容易。 三维壳模型用于描述三维空间中的薄壁结构，尽管某些三维壳模型用直接生成方法创建并不 困难，但用实体建模方法通常会更容易。 三维实体分析模型用于描述三维空间中截面积不等，也不是轴对称的厚结构。用直接生成的 方法建立三维实体模型较复杂，实体建模会使其变得容易些。 2.4 线性和高次单元的选择 ANSYS 程序的单元库包括两种基本类型的面和体单元：线性单元（有或无特殊形状的）和 二次单元。这些基本单元类型如图 2-1 所示，下面来探讨这两种基本类型单元的选择。
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）：
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、MSHKEY
GUI：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。
ansys有限元软件网格划分精讲全解
建立有限元模型 – 定义单元属性
定义截面特性
– Main Menu > Preprocessor > Sections
• 能够导入截面 • 能够建立梁，壳和 Pretension 截面。
• 或者使用SECxxx 系列命令。
• 定义单元类型需要不同的截面特性 ，详细内容见单元参考手册.
建立有限元模型 – 定义单元属性
• 网格拖拉 • 过渡单元
亦可直接
前
设定属性（单元类 型，材料属性，实
建立有限 元模型。
处
常数，截面属性…）
（直接建 立单元和
理
节点）
网格划分（离散）
求
对于 多载
解
荷步 分析
施加载荷 设定求解控制
求解
后
查看某一
查看某变
处
时刻结果
量随时间
理
（通用后 处理器）
变化的结 果（时间
后处理器）
建立有限元模型
– 或使用 ET 命令： • et,1,solid92
建立有限元模型 – 定义单元属性
实常数
• 实常数用于描述那些用单元几何形状不能完全确定的几何 参数。例如： – 梁单元是由连接两个节点的线定义的，这只定义了梁 长度，要指明梁的横截面属性，如面积，惯性矩就要 用实常数。 – 壳单元是由四边形和三角形来定义的，这只定义了壳 的表面，要指明壳的厚度，必须用实常数。 – 多数三维实常数单元不需要实常数，因为单元几何模 型已经由节点完全确定了。
ANSYS网格划分实例
5. 再次用VSWEEP对模型进行网格划分: – Main Menu > Preprocessor > MeshTool … • 拾取 “Hex” 和 “Sweep”, 激活“Auto Src/Trg”的缺省设置 • 按[Sweep] • 拾取[Pick All] • 按[OK]
6. 保存网格模型: – Utility Menu > File > Save as … • 输入文件名“cotter-pin-mesh.db”, 然后选择 [OK]
轴承座
网格划分
说明 • 轴承座进行网格划分. • 将 网格划分器设定为“ free” 和“ sweep” .
1. 按教师指定的工作目录，用 “p-block-mesh”作为作业名，进入ANSYS. 2. 恢复 “p-block.db”数据库文件 (或 p-block.db1):
– Utility Menu > File > Resume from … • 选择 “p-block.db” (或 “p-block.db1”)数据库文件, 然后选择 [OK]
6b. 设置在拖拉方向的单元份数， 然后拖拉面:
– Main Menu > Preprocessor > -Modeling- Operate > Extrude > Elem Ext Opts ... • 输入VAL1 = 3 • 按[OK]
ansys网格网格划分教程
血管模型网格划分
网格划分即将所用的模型划分为有限体积或单元，这里我们使用Ansys 自身的网格划分器对提取出来的血管模型（STL 格式的三维模型）进行网格划分。具体步骤为：
一、软件启动
单击开始---所有程序--Ansys14.0---Meshing---ICEM CFD 14.0。
二、模型导入
1、单击主菜单栏中的File---Import Geometry---STL ，如下图：
2、在下拉菜单对话框中选取血管模型并确定后，血管模型导入完成，如下图； 三、图形参数设置（封闭模型） 1、单击Geometry 工具栏中的Repair Geometry 图标，后单击Build Diagnostic 按钮单击Apply 按钮运行，如下图： 2、运行完成后，单击左侧工具栏中的Close Holes 图标，然后单击鼠标图形按钮，而后单击模型端口处黄线并单击Apply
运行，从而使模型端口封闭，模型有几个端口则反复操作几次，如下图：
四、网格化分参数设置 主菜单烂
单击此处可调整显示边框与实体 Geometry 工具栏 Repair Geometry 按钮 单击此按钮后单击Apply 按钮
运行后端口显示封闭黄线 Close Holes 按
钮 运行结束
后端口封
闭
1、单击Mesh 工具栏的Compute Mesh 按钮，选取Volume mesh 按钮，后单击Compute 按钮，而后单击YES 按钮，进行初步的电脑网格划分；
2、完成上步操作后，单击Mesh 工具栏中的Globe mesh setup
按钮，一般不更改默认设置，单击Apply 按钮运行完成； 3、再次重复单击Compute Mesh 按钮，后单击Apply
ANSYS基础教程——网格划分
ANSYS基础教程——网格划分
关键字：ANSYS ANSYS教程网格划分
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本文将详细介绍网格划分的3个步骤并讨论网格划分的其他选项.内容包括:多种单元属性、控制网格密度、改变网格、映射网格划分、过渡网格划分、网格的拖拉、扫掠网格划分及实践。
·网格划分包含以下3个步骤:
–定义单元属性
–指定网格的控制参数
–生成网格
A. 多种单元属性
·如前所述, 每个单元有以下与之相关的属性:
–单元类型(TYPE)
–实常数(REAL)
–材料特性(MAT)
·许多FEA模型有多种属性. 例如，下图所示的筒仓有两种单元类型, 三种实常数, 以及两种材料.
·只要您的模型中有多种单元类型(TYPEs), 实常数(REALs) 和材料(MATs), 就必须确保给每一种单元指定了合适的属性. 有以下3种途径:
–在网格划分前为实体模型指定属性
–在网格划分前对MAT, TYPE,和REAL进行“总体的”设置
–在网格划分后修改单元属性
·如果没有为单元指定属性, ANSYS将MAT=1, TYPE=1, 和REAL=1作为模型中所有单元的缺省设置. 注意, 采用当前激活的TYPE, REAL, 和MAT 进行网格操作.
为实体模型指定属性
1.定义所有需要的单元类型,材料, 和实常数.
2.然后使用网格工具的“单元属性”菜单条(Preprocessor > MeshTool):
–选择实体类型后按SET键.
–拾取您想要指定属性的实体.
–在后续的对话框设置适当的属性.或选择需要的实体,使用VATT, AATT, LATT, 或KATT命令.
ansys第3章网格划分技术及技巧（完全版）
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。
ANSYS网格划分的各种方法介绍
本文介绍了ANSYS网格划分的各种方法。 在ANSYS中，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。 二、 映射网格划分 映射网格划分是对规整模型的一种规整网格划分方法，其原始概念是：对于面，只能是四边形面，网格划分数需在对边上保持一致，形成的单元全部为四边形;对于体，只能是六面体，对应线和面的网格划分数保持一致;形成的单元全部为六面体。在ANSYS中，这些条件有了很大的放宽，包括： 面可以是三角形、四边形、或其它任意多边形。对于四边以上的多边形，必须用LCCAT命令将某些边联成一条边，以使得对于网格划分而言，仍然是三角形或四边形;或者用AMAP命令定义3到4个顶点(程序自动将两个顶点之间的所有线段联成一条)来进行映射划分。 面上对边的网格划分数可以不同，但有
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2-15
Introduction to the ANSYS Meshing Application
Patch Conforming 四面体
• Patch Conforming 算法的四面体方法
– 考虑面和它们的边界 (边和顶点) – 包含膨胀因子的设定, 控制四面体边界尺寸的内部增长率 – 包括CFD的膨胀层或边界层识别 – 同一个组建中可和体扫掠方法混合使用 –产生一致的网格
几何要求
• 所有的3D 网格划分方法要求 组成的几何为实体
Training Manual
• 如果输入一个由面体组成的几何，需要在ANSYS网格划分应用程序中生成 3D网格，就需要额外的步骤将其转换为3D 实体 (尽管表面体可以由表面网 格划分法来划分)
2-14
Introduction to the ANSYS Meshing Application
四面体网格
Training Manual
• 优点
– – – – 任意体总可以用四面体网格 可以快速, 自动生成, 并适用于复杂几何 在关键区域容易使用曲度和近似尺寸功能自动细化网格 可使用膨胀细化实体边界附近的网格 (边界层识别)
• 缺点
– 在近似网格密度情况下，单元和节点数高于六面体网格 – 一般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，不适合于薄实体或环形体
3D 几何网格划分方法 • 3D 几何有六种不同网格划分方法:
– 自动划分 – 四面体 • Patch Conforming • Patch Independent
– (ICEM CFD Tetra algorithm)
Training Manual
– – – –
扫掠划分 多区 六面体支配的 CFX-网格
– 一组命名选项中只能有一种类型的实体. 例如，顶点和边不能在同一命名选项中存在. – 命名选项组可从 DesignModeler 和某些 CAD系统中输入
Training Manual
2-25
Introduction to the ANSYS Meshing Application
物理设置
• Mechanical
四面体方法的膨胀
• 作用于体的膨胀，对面定义
Training Manual
2-20
Introduction to the ANSYS Meshing Application
扫掠方法
• • • • 体必须是可扫掠的 膨胀可产生纯六面体或棱柱网格 手动或自动设定 source/target 通常是单个源面对单个目标面。薄壁模型 自动网格划分会有多个面，且厚度方向可 划分为多个单元 • 右击 Mesh: 选Show Sweepable Bodies显示可扫掠体
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单元形状
粗糙网格，忽略表面模型细节 处
棱锥
棱柱
四面 体
CFD膨胀层应用
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Patch Independent 四面体
• 对 CAD 许多面的修补有用, 碎面、短边、差的面参数等。
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2D几何网格划分方法
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• 面体或壳2D几何有四种不同网格划分方法:
– 自动的 (四边形支配) – 三角形 – 均匀四边形和三角形 – 均匀四边形
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• CFD
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CFD的缺省网格设置
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作用于边和面
作用于体 作用于所 有几何
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四面体 (Patch Conforming)
无膨胀
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程序化控制膨胀
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多区扫掠网格划分
• 基于 ICEM CFD 六面体模块 • 自动几何分解
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– 用扫掠方法，这个元件要被切成3个体来得到纯六面体网格 用多区划分，可立即对其 网格划分!
Patch Independent四面体
• Patch Independent (ICEM CFD Tetra)算法的四面体方法
– – – – – 如没有载荷,边界条件或其它作用，面和它们的边界 (边和顶点) 不必考虑 适用于粗糙的网格或生成更均匀尺寸的网格 ANSYS Meshing Application可以非常方便的生成四面体网格 ANSYS Meshing Application 标准的网格尺寸控制 Tetra 部分也有膨胀应用
网格尺寸策略: CFD
• 在必要区域依靠Advanced Size Functions 细化网格
– Curvature (默认的) – Proximity
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• 识别模型的最小特征
– 设置能有效识别特征的最小尺寸 – 如果导致了过于细化的网格
• 在最小尺寸下作用一个硬尺寸
– 使用收缩控制来去除小边和面
– 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
Training Manual
• 所有网格将写入共同的中心数据库
• 3D 和2D 几何存在很多不同的网格划分方法
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网格划分方法
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2-3
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网格详述 需考虑的事项
• 细节:
– 多少几何细节是和物理分析有关的 – 不必要的细节会大大增加分析需求
有必要划分这里 的网格吗？
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• 细化
– 哪些是复杂应力梯度区域？这些区 域需要高密度的网格.
• 用四面体方法, 设置 Algorithm为 Patch Independent • 如没有载荷或命名选项，面和边 不必要考虑 • 这里除设置curvature 和 proximity外， 对所关心的细节部位有额外的设置
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邻近的面
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小孔
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4. 定义网格设置 (尺寸, 控制, 膨胀, 等.)
5. 预览网格并进行必要调整 6. 生成网格 7. 检查网格质量 8. 准备分析的网格
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ANSYS网格划分应用程序流程 • ANSYS网格划分应用程序使用„分割’ 的方法 • 几何体的各个部件可以使用不同的网格划分方法
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单元形状
四面体网格 棱锥 棱柱
四面 体
扫掠网格
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Patch Conforming 四面体实例
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圆孔的识别
考虑面 (和边)
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• 六面体网格
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网格划分程序
1. 为方便使用创建命名选项
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2. 设置目标物理环境 (结构, CFD, 等)。自动生成相关物理环境的 网格 (如 FLUENT, CFX, 或 Mechanical) 3. 设定网格划分方法
无高级尺寸功能
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作用于边
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网格质量
• Mechanical 设置 • CFD 设置
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CFD网格划分问题 • CFD网格
– 细化网格来捕捉关心的梯度
• 例如. 速度, 压力,温度, 等.
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– 网格的质量和平滑度对结果的精确度至关重要
• 这导致较大的网格数量, 经常数百万的单元
– 大部分可划分为四面体网格, 但六面体单元仍 然是首选的 – CFD网格的四面体单元通常是一阶的(单元边 上不包含中节点)
Training Manual
2-21
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自动划分方法
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• 自动进行四面体(Patch Conforming)或扫掠网格划分, 取决于体是 否可扫掠。同一部件的体有一致的网格.
扫掠
四面体 (Patch Conforming)
目的
– 对 CFD (流体) 和FEA (结构) 模型实现离散化。 – 划分网格的目的是把求解域分解成可得到精确解的适当数量的单元. – 3D网格的基本形状有 :
四面体 (非结构化网格)
六面体 (通常为结构化网格)
棱锥 (四面体和六面体 之间的过渡)
棱柱 (四面体网格被拉伸 时形成)
集流管例子 : 热应力气流分析的外部铸件和内部流体的网格划分
0-0.25
0.25-0.50
0.5wenku.baidu.com-0.80
0.80-0.95
0.95-0.98
0.98-1.00
Excellent
very good
good
acceptable
bad
Unacceptable
*更多检查网格的信息在培训讲稿的附录文件中。
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2-23
一般网格控制
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命名选项
• 命名选项允许用户对顶点, 边,面, 或体创建组
– 命名选项可用来定义网格控制, 施加载荷和结构分析中的边界等 – 命名选项将在网格输入到CFX-Pre 或Fluent时，以域的形式出 现 – 在定义接触区，边界条件等时可参考，提供了一种选择组的简 单方法 – 用来方便膨胀的程序化控制 • 注意:
在螺栓孔附近进行网 格细化
流体边界层的网格
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网格详述
• 质量
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– 复杂几何区域的网格单元会变扭曲。劣质的单元会导致劣质的结果，或者在某些情况无 结果! – 有很多方法来检查单元网格质量 (mesh metrics*)。例如 ，一个重要的度量是单元畸变度 （ Skewness ）。畸变度是单元相对其理想形状的相对扭曲的度量，是一个值在0 (极好 的) 到1 (无法接受的)之间的比例因子.
• 结构动力学分析 • 显示动力学分析
– AUTODYN – ANSYS LS DYNA
• 电磁分析
– CFD 分析
• ANSYS CFX • ANSYS FLUENT
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网格详述
Training Manual
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网格类型
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• 四面体网格和四面体/棱柱混合网格
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网格类型
Training Manual
ANSYS网格划分简介
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ANSYS网格划分应用程序概述
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• Workbench中ANSYS 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: – FEA Simulations