ansys_workbench网格划分_Chapter 3
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• 作业 3.1
– 对一个多体部件的扫掠和四面体结合划分方法 – 膨胀四面体和扫掠方法
3-2
Training Mfor 3D Geometries
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)
19. 设置 Inflation Option 为 Total Thickness 并 将 Maximum Thickness设置为 0.2 m,保留 其它默认设置.
Training Manual
Right-click
3-32
Meshing Methods for 3D Geometries
生成网格
17. 设置maximum thickness为 0.2 m, 保留其 它默认设置.
Training Manual
Right-click
3-31
Meshing Methods for 3D Geometries
四面体方法中膨胀
18. 右击四面体方法并选择 Inflate this Method. 膨胀将作用于中心体. 选择圆锥体的 2 个外 部径向面
Training Manual
3-26
Meshing Methods for 3D Geometries
定义几何
1. 从指南文件夹将 sm.agdb文件复制 进你的工作目录
2. 启动Workbench 并双击右边 Component Systems面板的Mesh 项
3. 右击项目示图区中Mesh项中 Geometry 并选择 Import Geometry/Browse
第三章 3D 几何网格划分方法
3-1
Meshing Methods for 3D Geometries
概述
• 几何要求 • 网格划分方法
– 四面体
• Patch Conforming • Patch Independent (ICEM CFD Tetra)
– 扫掠划分 – 自动划分 – 多区 – CFX-网格
Training Manual
3-30
Meshing Methods for 3D Geometries
扫掠方法中膨胀
15. 右击 Sweep Method 并选择 Inflate this Method. 膨胀将作用于三个源面.
16. 对 boundary, 需要选择面的三个外圆边(可 能需要启动Select Edges 触发器来简化这 个操作 ).
3-29
Meshing Methods for 3D Geometries
初始网格 (无膨胀)
13. 展开网格设置中Inflation项并将 Use Automatic tet Inflation 选项设置为None， 因为将手动在两种不同方法中应用膨胀. 确保网格设置如右图所示.
14. 右击 Mesh生成网格. 网格是一致的.
3-14
Meshing Methods for 3D Geometries
扫掠方法: 薄模型
• 对具有多面的几何有用，如下图所示，有3个源面和目标面
Training Manual
1 2
3
3-15
Meshing Methods for 3D Geometries
扫掠方向偏斜的例子
• 单个源面和目标面的几何可在扫掠方向进行网格变化设置
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
Training Manual
3-13
Meshing Methods for 3D Geometries
扫掠方法: 源面/目标面, 网格类型
Training Manual
2 3
4
Meshing Methods for 3D Geometries
交叉管的多区划分
• 中心是自由区 (这里用四面体划分)
Training Manual
3-21
Meshing Methods for 3D Geometries
给多区添加膨胀
• 对四面体网格划分器,膨胀作用于体,对面定义
Training Manual
3-22
Meshing Methods for 3D Geometries
有膨胀的多区网格
Training Manual
3-23
Meshing Methods for 3D Geometries
CFX-网格方法
• 四面体/棱柱网格划分器，对循环对称 或旋转对称几何划分网格
• CFX网格使用自由集成
Meshing Methods for 3D Geometries
目标
• 这个作业举例说明多体元件中 Patch Conforming 四面体和扫掠 网格划分方法的混合使用，生成混 合四面体/棱柱和六面体单元的一 致网格
• 也示范了扫掠和Patch Conforming 方法中Inflation的使用
自动划分方法
Training Manual
• 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)
四面体 (Patch Conforming)
无膨胀
程序化控制膨胀
3-18
Meshing Methods for 3D Geometries
并选择圆柱体的三个端面
Training Manual
1 2
3
3-28
Meshing Methods for 3D Geometries
Patch Conforming 四面体
12. 右击 Mesh 插入一个网格划分方法. 选择模 型的中心圆锥体，并选择Patch Conforming四面体法
Training Manual
初始网格
7. 双击视图区中Mesh 或右击并选择Edit 8. 展开Outline中Geometry项看到一个4体部件 9. 左击Mesh 项，将 Physics preference 设置
为 CFD 并选择FLUENT 求解器 10.右击 Mesh 插入 一个网格划分方法. 从模型
中选择三个圆柱体并选择Sweep Method 11.设置 Src/Target Selection 为Manual Source
• 不同部分有不同的方法. 多体部件可混合 使用patch conforming四面体和扫掠方法 生成共形网格 (作业3.1)
• Patch Conforming方法可以联合Pinch Controls功能，有助于移除短边。 基于最小 尺寸具有内在网格缺陷
邻近的面
3-7
Training Manual
Patch Independent 四面体
Training Manual
没有命名选项: 面和边不考虑
3-10
Meshing Methods for 3D Geometries
Patch Independent 四面体
Training Manual
有命名选项: 考虑面和边
3-11
Meshing Methods for 3D Geometries
3-3
Meshing Methods for 3D Geometries
四面体网格
• 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)
Training Manual
• 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
邻近的面
3-9
Training Manual
小孔
Meshing Methods for 3D Geometries
四面体方法的膨胀
• 作用于体的膨胀，对面定义
Training Manual
3-12
Meshing Methods for 3D Geometries
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
• 两种四面体算法都可以用于CFD的边界层识别.
3-5
Meshing Methods for 3D Geometries
四面体网格划分
• 常用参数
– 最小和最大尺寸 – 面和体的尺寸 – Advanced 尺寸功能 (Curvature and/or Proximity) – 增长比 (对CFD逐步变化, 避免突变) – 平滑 (有助于获得更加均匀尺寸的网格) – 统计学 – Mesh Metrics
Training Manual
1
(面已用CAD 或 VT合并)
3-16
Meshing Methods for 3D Geometries
有膨胀的扫掠
• 作用于面的膨胀，对边定义
Training Manual
1
• 薄模型扫掠不可以膨胀
(面已用CAD 或 VT合并)
3-17
Meshing Methods for 3D Geometries
20. 生成网格. 注意扫掠区域产生了六面 体而中心体生成了棱柱和四面体.
– ‘Edit…’中Method上点击鼠标右键激 活 CFX-Mesh窗口，不同于 Workbench网格划分环境.
– 不考虑网格尺寸或没有网格应用尺寸 可转换到 CFX-Mesh
Training Manual
3-24
作业3.1
静力搅拌器Patch Conforming 四面体和扫掠网格划分方法
3-25
4. 浏览复制的sm.agdb文件并点击 Open
5. 注意这时Geometry有一个绿色对号 标记，暗示几何已经被定义
3-27
Training Manual
The first 9 steps repeat the process followed for Tutorial 2.1.
Meshing Methods for 3D Geometries
– Patch Conforming: 首先由默认的考虑几何所有面和边的Delaunay 或Advancing Front 表面网格划分器生成表面网格 (注意: 一些内在缺陷在最小尺寸限度之下)。 然后基于TGRID Tetra算法由表面网格生成体网格。
– Patch Independent: 生成体网格并映射到表面产生表面网格。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) 不必要考虑。这个方法更加容许 质量差的 CAD几何。 Patch Independent算法基于ICEM CFD Tetra.
小孔
Meshing Methods for 3D Geometries
Patch Conforming 四面体实例
Training Manual
考虑面 (和边)
3-8
圆孔的识别
Meshing Methods for 3D Geometries
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。
多区扫掠网格划分
Training Manual
• 基于 ICEM CFD 六面体模块
• 自动几何分解
– 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!
3-19
Meshing Methods for 3D Geometries
交叉管的多区划分
1
3-20
Training Manual
• 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
3-4
Meshing Methods for 3D Geometries
四面体算法
• 在 ANSYS网格划分平台，有两种算法生成四面体网格
Training Manual
Training Manual
3-6
Meshing Methods for 3D Geometries
Patch Conforming 四面体
• 右击 Mesh, 插入方法并选择应用此方法的 体.
• 将 Method设置为Tetrahedrons 和 Algorithm 设置为 Patch Conforming
– 对一个多体部件的扫掠和四面体结合划分方法 – 膨胀四面体和扫掠方法
3-2
Training Mfor 3D Geometries
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)
19. 设置 Inflation Option 为 Total Thickness 并 将 Maximum Thickness设置为 0.2 m,保留 其它默认设置.
Training Manual
Right-click
3-32
Meshing Methods for 3D Geometries
生成网格
17. 设置maximum thickness为 0.2 m, 保留其 它默认设置.
Training Manual
Right-click
3-31
Meshing Methods for 3D Geometries
四面体方法中膨胀
18. 右击四面体方法并选择 Inflate this Method. 膨胀将作用于中心体. 选择圆锥体的 2 个外 部径向面
Training Manual
3-26
Meshing Methods for 3D Geometries
定义几何
1. 从指南文件夹将 sm.agdb文件复制 进你的工作目录
2. 启动Workbench 并双击右边 Component Systems面板的Mesh 项
3. 右击项目示图区中Mesh项中 Geometry 并选择 Import Geometry/Browse
第三章 3D 几何网格划分方法
3-1
Meshing Methods for 3D Geometries
概述
• 几何要求 • 网格划分方法
– 四面体
• Patch Conforming • Patch Independent (ICEM CFD Tetra)
– 扫掠划分 – 自动划分 – 多区 – CFX-网格
Training Manual
3-30
Meshing Methods for 3D Geometries
扫掠方法中膨胀
15. 右击 Sweep Method 并选择 Inflate this Method. 膨胀将作用于三个源面.
16. 对 boundary, 需要选择面的三个外圆边(可 能需要启动Select Edges 触发器来简化这 个操作 ).
3-29
Meshing Methods for 3D Geometries
初始网格 (无膨胀)
13. 展开网格设置中Inflation项并将 Use Automatic tet Inflation 选项设置为None， 因为将手动在两种不同方法中应用膨胀. 确保网格设置如右图所示.
14. 右击 Mesh生成网格. 网格是一致的.
3-14
Meshing Methods for 3D Geometries
扫掠方法: 薄模型
• 对具有多面的几何有用，如下图所示，有3个源面和目标面
Training Manual
1 2
3
3-15
Meshing Methods for 3D Geometries
扫掠方向偏斜的例子
• 单个源面和目标面的几何可在扫掠方向进行网格变化设置
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
Training Manual
3-13
Meshing Methods for 3D Geometries
扫掠方法: 源面/目标面, 网格类型
Training Manual
2 3
4
Meshing Methods for 3D Geometries
交叉管的多区划分
• 中心是自由区 (这里用四面体划分)
Training Manual
3-21
Meshing Methods for 3D Geometries
给多区添加膨胀
• 对四面体网格划分器,膨胀作用于体,对面定义
Training Manual
3-22
Meshing Methods for 3D Geometries
有膨胀的多区网格
Training Manual
3-23
Meshing Methods for 3D Geometries
CFX-网格方法
• 四面体/棱柱网格划分器，对循环对称 或旋转对称几何划分网格
• CFX网格使用自由集成
Meshing Methods for 3D Geometries
目标
• 这个作业举例说明多体元件中 Patch Conforming 四面体和扫掠 网格划分方法的混合使用，生成混 合四面体/棱柱和六面体单元的一 致网格
• 也示范了扫掠和Patch Conforming 方法中Inflation的使用
自动划分方法
Training Manual
• 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)
四面体 (Patch Conforming)
无膨胀
程序化控制膨胀
3-18
Meshing Methods for 3D Geometries
并选择圆柱体的三个端面
Training Manual
1 2
3
3-28
Meshing Methods for 3D Geometries
Patch Conforming 四面体
12. 右击 Mesh 插入一个网格划分方法. 选择模 型的中心圆锥体，并选择Patch Conforming四面体法
Training Manual
初始网格
7. 双击视图区中Mesh 或右击并选择Edit 8. 展开Outline中Geometry项看到一个4体部件 9. 左击Mesh 项，将 Physics preference 设置
为 CFD 并选择FLUENT 求解器 10.右击 Mesh 插入 一个网格划分方法. 从模型
中选择三个圆柱体并选择Sweep Method 11.设置 Src/Target Selection 为Manual Source
• 不同部分有不同的方法. 多体部件可混合 使用patch conforming四面体和扫掠方法 生成共形网格 (作业3.1)
• Patch Conforming方法可以联合Pinch Controls功能，有助于移除短边。 基于最小 尺寸具有内在网格缺陷
邻近的面
3-7
Training Manual
Patch Independent 四面体
Training Manual
没有命名选项: 面和边不考虑
3-10
Meshing Methods for 3D Geometries
Patch Independent 四面体
Training Manual
有命名选项: 考虑面和边
3-11
Meshing Methods for 3D Geometries
3-3
Meshing Methods for 3D Geometries
四面体网格
• 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)
Training Manual
• 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
邻近的面
3-9
Training Manual
小孔
Meshing Methods for 3D Geometries
四面体方法的膨胀
• 作用于体的膨胀，对面定义
Training Manual
3-12
Meshing Methods for 3D Geometries
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
• 两种四面体算法都可以用于CFD的边界层识别.
3-5
Meshing Methods for 3D Geometries
四面体网格划分
• 常用参数
– 最小和最大尺寸 – 面和体的尺寸 – Advanced 尺寸功能 (Curvature and/or Proximity) – 增长比 (对CFD逐步变化, 避免突变) – 平滑 (有助于获得更加均匀尺寸的网格) – 统计学 – Mesh Metrics
Training Manual
1
(面已用CAD 或 VT合并)
3-16
Meshing Methods for 3D Geometries
有膨胀的扫掠
• 作用于面的膨胀，对边定义
Training Manual
1
• 薄模型扫掠不可以膨胀
(面已用CAD 或 VT合并)
3-17
Meshing Methods for 3D Geometries
20. 生成网格. 注意扫掠区域产生了六面 体而中心体生成了棱柱和四面体.
– ‘Edit…’中Method上点击鼠标右键激 活 CFX-Mesh窗口，不同于 Workbench网格划分环境.
– 不考虑网格尺寸或没有网格应用尺寸 可转换到 CFX-Mesh
Training Manual
3-24
作业3.1
静力搅拌器Patch Conforming 四面体和扫掠网格划分方法
3-25
4. 浏览复制的sm.agdb文件并点击 Open
5. 注意这时Geometry有一个绿色对号 标记，暗示几何已经被定义
3-27
Training Manual
The first 9 steps repeat the process followed for Tutorial 2.1.
Meshing Methods for 3D Geometries
– Patch Conforming: 首先由默认的考虑几何所有面和边的Delaunay 或Advancing Front 表面网格划分器生成表面网格 (注意: 一些内在缺陷在最小尺寸限度之下)。 然后基于TGRID Tetra算法由表面网格生成体网格。
– Patch Independent: 生成体网格并映射到表面产生表面网格。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) 不必要考虑。这个方法更加容许 质量差的 CAD几何。 Patch Independent算法基于ICEM CFD Tetra.
小孔
Meshing Methods for 3D Geometries
Patch Conforming 四面体实例
Training Manual
考虑面 (和边)
3-8
圆孔的识别
Meshing Methods for 3D Geometries
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。
多区扫掠网格划分
Training Manual
• 基于 ICEM CFD 六面体模块
• 自动几何分解
– 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!
3-19
Meshing Methods for 3D Geometries
交叉管的多区划分
1
3-20
Training Manual
• 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
3-4
Meshing Methods for 3D Geometries
四面体算法
• 在 ANSYS网格划分平台，有两种算法生成四面体网格
Training Manual
Training Manual
3-6
Meshing Methods for 3D Geometries
Patch Conforming 四面体
• 右击 Mesh, 插入方法并选择应用此方法的 体.
• 将 Method设置为Tetrahedrons 和 Algorithm 设置为 Patch Conforming