ANSYS网格质量检查教学教材
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– Fluent 求解器是单元为中心的,流体变量计算在单元的中心分配, 其网格单 元和求解器单元相同
– CFX 求解器是顶点为中心的 ，流体变量单元在顶点存储,求解器单元是双 重网格单元。这意味着网格单元的顶点是求解器单元的中心
A-10
Appendix A: Mesh Quality
CFX网格质量考虑事项
• Aspect Ratio:
– 应小于 40, 但取决于流体特性 – 膨胀层可容忍大于 50
• Cell Size Change:
– 应在1与2之间
Training Manual
• 差网格质量可能导致不精 确求解和缓慢收敛 • 一些程序可能要求比建议 值更低的偏斜值
A-7
Appendix A: Mesh Quality
Appendix A: Mesh Quality
Training Manual
ANSYS网格质量检查
A-1
Appendix A: Mesh Quality
ANSYS 网格划分的网格度量
• Mesh选项中可得到Mesh Metric，可对其 进行设置和查看来评估网格质量
• 不同物理环境和不同求解器对网格质量有 不同的要求
Training Manual
• CFX 求解器有3个重要的网格度量标准，每次运行和更新开始的畸形网格
– 网格正交性 – 纵横比 – 扩展因子
+--------------------------------------------------------------------+
|
Biblioteka Baidu
Mesh Statistics
• ANSYS 网格划分中可得到的网格度量有:
– 单元质量 – 纵横比 – 雅可比 – 扭曲因子 – 平行误差 – 最大拐角 – 偏斜
A-2
Training Manual
Appendix A: Mesh Quality
网格质量度量
Training Manual
偏斜
最优 (等边的) 单元
两种方法定义偏斜: 1. 基于等边形的体的误差:
|
+--------------------------------------------------------------------+
Skewness 和 Fluent 求解器
Training Manual
• 不推荐高 skewness 值 • 一般保持体网格最大 skewness 值 < 0.95。而这个值和物理分析类型和单
元位置紧密相关
• 如果体网格包含退化单元，FLUENT 会报告负的单元体积 • skewness网格质量度量等级:
A-8
Appendix A: Mesh Quality
求解中网格质量的影响
例子
(max,avg)CSKEW=(0.912,0.291) (max,avg)CAR=(62.731,7.402)
Training Manual
网格 1
Large cell size change
VzMIN≈-90ft/min VzMAX≈600ft/min
Training Manual
高纵横比四边形 高纵横比三角形
A-4
Appendix A: Mesh Quality
ANSYS 网格质量统计
• 对表面网格(在预览表面网格生成后)和体 网格 (在预览膨胀层或网格生成后) 已选 择的网格度量，将显示 min, max, averaged和standard deviation
• 适用于所有的面和单元形状
• 使用于棱柱和棱锥
0
完美的
实际单元 球
1 最坏的
A-3
Appendix A: Mesh Quality
网格质量度量
纵横比
• 一般三角形和四边形的形貌是最长比与最短 边比的函数(详细见 User Guide)
• 对等边三角形或正方形等于1 (理想的)
纵横比 = 1
纵横比 = 1
(max,avg)CSKEW=(0.801,0.287) (max,avg)CAR=(8.153,1.298)
网格 2
VzMIN≈-100ft/min VzMAX≈400ft/min
A-9
Appendix A: Mesh Quality
CFX网格质量考虑事项
Training Manual
• CFX求解器对网格质量要求和FLUENT 求解器有点不同，由于两个编码 的求解器结构的不同
• 在树状略图的Mesh对象下，使用Show Worst Elements 可突出显示最坏单元
Training Manual
A-5
Appendix A: Mesh Quality
FLUENT网格质量考虑事项
Training Manual
• FLUENT 需要高质量的网格来避免数值发散 • 涉及几个网格质量度量, 但skewness 是主要的度量 • 纵横比和胞格尺寸也很重要 • 最坏情况并取决使用的求解器(基于密度或基于压力)， FLUENT 可容忍差
的网格质量，而一些程序可能需要更高的网格质量，分辨和好的网格分布
• 差质量单元的位置有助于确定它们的影响 • Statistics 中将得到一些总体的网格质量度量 • 其它网格质量度量FLUENT用户图形界面菜单中 Mesh/Info/Quality下得到,
或使用 TUI命令‘mesh/quality’
A-6
Appendix A: Mesh Quality
FLUENT网格质量要求
• 对Fluent最重要的网格质量度量是:
– Skewness – Aspect Ratio – Cell Size Change (ANSYS 网格不能执行)
对所有或大多数程序: • Skewness:
– 对六面体, 三角形和四边形: 应小于 0.8 – 对四面体: 应小于 0.9
• 偏斜 = 最 优 单 元 尺 寸单 元 尺 寸
最 优 单 元 尺 寸
• 只用于三角形和四面体 • 三角形和四面体的默认方法
2. 基于规一化的角误差:
• 偏斜 = max1m8a0xee,eemin
其中 e 是等角的面 /单元 (对三角形和四面体为
60, 对四边形和六面体为90)
max min
0-0.25 0.25-0.50 0.50-0.80 0.80-0.95 0.95-0.98 0.98-1.00*
Excellent very good good acceptable
bad
Inacceptable*
•
*一些情况下，基于求解器的压力可运用包含少量skewness为0.98单元的网 格.
– CFX 求解器是顶点为中心的 ，流体变量单元在顶点存储,求解器单元是双 重网格单元。这意味着网格单元的顶点是求解器单元的中心
A-10
Appendix A: Mesh Quality
CFX网格质量考虑事项
• Aspect Ratio:
– 应小于 40, 但取决于流体特性 – 膨胀层可容忍大于 50
• Cell Size Change:
– 应在1与2之间
Training Manual
• 差网格质量可能导致不精 确求解和缓慢收敛 • 一些程序可能要求比建议 值更低的偏斜值
A-7
Appendix A: Mesh Quality
Appendix A: Mesh Quality
Training Manual
ANSYS网格质量检查
A-1
Appendix A: Mesh Quality
ANSYS 网格划分的网格度量
• Mesh选项中可得到Mesh Metric，可对其 进行设置和查看来评估网格质量
• 不同物理环境和不同求解器对网格质量有 不同的要求
Training Manual
• CFX 求解器有3个重要的网格度量标准，每次运行和更新开始的畸形网格
– 网格正交性 – 纵横比 – 扩展因子
+--------------------------------------------------------------------+
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Biblioteka Baidu
Mesh Statistics
• ANSYS 网格划分中可得到的网格度量有:
– 单元质量 – 纵横比 – 雅可比 – 扭曲因子 – 平行误差 – 最大拐角 – 偏斜
A-2
Training Manual
Appendix A: Mesh Quality
网格质量度量
Training Manual
偏斜
最优 (等边的) 单元
两种方法定义偏斜: 1. 基于等边形的体的误差:
|
+--------------------------------------------------------------------+
Skewness 和 Fluent 求解器
Training Manual
• 不推荐高 skewness 值 • 一般保持体网格最大 skewness 值 < 0.95。而这个值和物理分析类型和单
元位置紧密相关
• 如果体网格包含退化单元，FLUENT 会报告负的单元体积 • skewness网格质量度量等级:
A-8
Appendix A: Mesh Quality
求解中网格质量的影响
例子
(max,avg)CSKEW=(0.912,0.291) (max,avg)CAR=(62.731,7.402)
Training Manual
网格 1
Large cell size change
VzMIN≈-90ft/min VzMAX≈600ft/min
Training Manual
高纵横比四边形 高纵横比三角形
A-4
Appendix A: Mesh Quality
ANSYS 网格质量统计
• 对表面网格(在预览表面网格生成后)和体 网格 (在预览膨胀层或网格生成后) 已选 择的网格度量，将显示 min, max, averaged和standard deviation
• 适用于所有的面和单元形状
• 使用于棱柱和棱锥
0
完美的
实际单元 球
1 最坏的
A-3
Appendix A: Mesh Quality
网格质量度量
纵横比
• 一般三角形和四边形的形貌是最长比与最短 边比的函数(详细见 User Guide)
• 对等边三角形或正方形等于1 (理想的)
纵横比 = 1
纵横比 = 1
(max,avg)CSKEW=(0.801,0.287) (max,avg)CAR=(8.153,1.298)
网格 2
VzMIN≈-100ft/min VzMAX≈400ft/min
A-9
Appendix A: Mesh Quality
CFX网格质量考虑事项
Training Manual
• CFX求解器对网格质量要求和FLUENT 求解器有点不同，由于两个编码 的求解器结构的不同
• 在树状略图的Mesh对象下，使用Show Worst Elements 可突出显示最坏单元
Training Manual
A-5
Appendix A: Mesh Quality
FLUENT网格质量考虑事项
Training Manual
• FLUENT 需要高质量的网格来避免数值发散 • 涉及几个网格质量度量, 但skewness 是主要的度量 • 纵横比和胞格尺寸也很重要 • 最坏情况并取决使用的求解器(基于密度或基于压力)， FLUENT 可容忍差
的网格质量，而一些程序可能需要更高的网格质量，分辨和好的网格分布
• 差质量单元的位置有助于确定它们的影响 • Statistics 中将得到一些总体的网格质量度量 • 其它网格质量度量FLUENT用户图形界面菜单中 Mesh/Info/Quality下得到,
或使用 TUI命令‘mesh/quality’
A-6
Appendix A: Mesh Quality
FLUENT网格质量要求
• 对Fluent最重要的网格质量度量是:
– Skewness – Aspect Ratio – Cell Size Change (ANSYS 网格不能执行)
对所有或大多数程序: • Skewness:
– 对六面体, 三角形和四边形: 应小于 0.8 – 对四面体: 应小于 0.9
• 偏斜 = 最 优 单 元 尺 寸单 元 尺 寸
最 优 单 元 尺 寸
• 只用于三角形和四面体 • 三角形和四面体的默认方法
2. 基于规一化的角误差:
• 偏斜 = max1m8a0xee,eemin
其中 e 是等角的面 /单元 (对三角形和四面体为
60, 对四边形和六面体为90)
max min
0-0.25 0.25-0.50 0.50-0.80 0.80-0.95 0.95-0.98 0.98-1.00*
Excellent very good good acceptable
bad
Inacceptable*
•
*一些情况下，基于求解器的压力可运用包含少量skewness为0.98单元的网 格.