复杂网格划分技术
建筑设计中曲面网格的划分方式及优化策略
建筑设计中曲面网格的划分方式及优化策略建筑设计中曲面网格的划分方式及优化策略一、引言建筑设计中,曲面网格的划分是一个关键的步骤,能够影响建筑物外形的流畅性、结构的稳定性以及施工的困难程度。
因此,合理的曲面网格划分方式和优化策略对于建筑设计的成功至关重要。
本文将介绍几种常见的曲面网格划分方式,并讨论一些优化策略。
二、曲面网格划分方式1. 均匀划分均匀划分是一种较为简单直接的划分方式,将曲面分成等大小的小面片。
这种方式适用于形状简单、平面性强的曲面,能够快速构建曲面网格。
然而,在曲面形状复杂或者曲面上存在规律性变化的情况下,均匀划分方式可能无法充分利用网格点,导致网格精度不高。
2. 均匀切割划分均匀切割划分是一种常见的曲面网格划分方式,通过将曲面切割成若干个小块,并在各个小块上采用均匀网格的方式,实现整体的曲面网格。
这种方式提供了更高的网格精度和平滑性,适用于较复杂的曲面形状。
3. 自适应划分自适应划分方式根据曲面上的变化程度来调整网格的密度,以使网格更好地适应曲面的复杂性。
例如,在曲面上的锐角和平面区域附近使用较密的网格,而在曲面上的平滑区域则采用较稀疏的网格。
自适应划分方式能够在保证网格精度的同时,减少网格数量,提高计算效率。
三、曲面网格优化策略1. 网格平滑曲面网格划分后,常常存在网格点之间的不平滑现象。
为了提高网格的平滑性,可以通过一些优化策略进行调整。
例如,使用曲线插值或者曲面拟合等方法,对网格进行局部调整,以消除不平滑部分。
2. 网格剖分在某些需要高精度曲面表达的区域,可以通过网格剖分策略进行优化。
网格剖分是指在曲面局部区域进行重复划分,以提高局部区域的曲面精度。
这种策略常用于建筑物的装饰部分,例如外墙砖面贴装等。
3. 网格调整在曲面网格划分中,边界网格的位置和精度往往是关键问题。
因此,在曲面网格优化中,需要特别关注边界网格的调整。
通过一些算法和方法,可以对边界网格进行调整,以满足设计要求。
ansys复杂几何模型的系列网格划分
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:
1 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。
复杂几何模型的系列网格划分
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、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。
子结构(也称超单元)也是一种解决大型问题的有效手段,并且在ANSYS中,超单元可以用于诸如各种非线性以及装配件之间的接触分析等,有效地降低大型模型的求解规模。
巧妙地利用结构的对称性对实际工作也大有帮助,对于常规的结构和载荷都是轴对称或平面对称的问题,毫无疑问应该利用其对称性,对于一些特殊情况,也可以加以利用,比如:如果结构轴对称而载荷非轴对称,则可用ANSYS专门用于处理此类问题的25、83和61号单元;对于由多个部件构成装配件,如果其每个零件都满足平面对称性,但各对称平面又不是同一个的情况下,则可用多个对称面来处理模型(或至少可用此方法来减少建模工作量:各零件只需处理一半的模型然后拷贝或映射即可生成总体模型)。
2 面上对边的网格划分数可以不同,但有一些限制条件。
3 面上可以形成全三角形的映射网格。
ICEM网格划分原理
ICEM网格划分原理ICEM(Icem CFD)是一种用于流体力学计算的网格生成软件,广泛应用于航空航天、汽车、能源、船舶等领域。
ICEM网格划分原理主要包括松劲网格划分、结构化网格划分和非结构化网格划分三个部分。
下面将详细介绍这些原理。
1.松劲网格划分:松劲网格划分顾名思义是指网格的单元格可以灵活地重新排列和处理。
通常用于处理比较复杂的几何形状。
计算机先将几何形状映射到一个参数空间中,然后网格划分软件根据给定的规则生成初始网格。
网格可以通过细化和简化单元格来调整,以适应不同的模拟需求。
优点是可以对复杂几何形状进行灵活处理,但由于网格的复杂性,计算效率较低。
2.结构化网格划分:结构化网格划分是指网格按照一定的规律排列,形成规则的矩形或立方体结构。
这种网格划分方法适用于较简单的几何形状,如长方体或柱体。
结构化网格划分的原理是先将几何形状划分为一定数量的网格单元,然后再根据需求进行细分或剖分,以满足数值计算的精度要求。
结构化网格划分的优点是计算效率高,但对于复杂几何形状的处理能力有限。
3.非结构化网格划分:非结构化网格划分是指网格以不规则的三角形、四面体或多边形等形式排列,适用于包含复杂流动特性的几何形状。
非结构化网格划分的原理是先根据几何形状创建一个初始网格,然后利用边界层法、代数生成法、移动网格法等技术对网格单元进行优化和调整,以满足数值计算的要求。
非结构化网格划分的优点是适用范围广,可以处理复杂的几何形状和边界条件,但计算效率相对较低。
除了以上三种基本的网格划分方法,ICEM还提供了一系列的划分技术和工具,如自适应网格划分、边界层自动生成、网格加密等。
自适应网格划分是指在计算过程中根据流动场的变化,动态地调整网格分辨率和密度,以获得更准确的计算结果。
边界层自动生成是指根据流动特性和模拟条件自动生成边界层,以精确模拟边界层流动。
网格加密则是通过增加网格单元数量来提高计算精度,适用于需要高精度模拟的流动问题。
Deform网格划分原则及方法
[原]Deform网格划分原则及方法2009-04-04 23:48引言:划分网格是建立有限元模型的一个重要环节,它要求考虑的问题较多,需要的工作量较大,所划分的网格形式对计算精度和计算规模将产生直接影响。
为建立正确、合理的有限元模型,这里介绍网格划分时的一些基本原则及方法。
关键词:Deform 网格局部细化一、网格划分的原则1 网格数量网格数量的多少将影响计算结果的精度和计算规模的大小。
一般来讲,网格数量增加,计算精度会有所提高,但同时计算规模也会增加,所以在确定网格数量时应权衡两个因数综合考虑。
图1中的曲线1表示结构中的位移随网格数量收敛的一般曲线,曲线2代表计算时间随网格数量的变化。
可以看出,网格较少时增加网格数量可以使计算精度明显提高,而计算时间不会有大的增加。
当网格数量增加到一定程度后,再继续增加网格时精度提高甚微,而计算时间却有大幅度增加。
所以应注意增加网格的经济性。
实际应用时可以比较两种网格划分的计算结果,如果两次计算结果相差较大,可以继续增加网格,相反则停止计算。
图1 位移精度和计算时间随网格数量的变化在决定网格数量时应考虑分析数据的类型。
在静力分析时,如果仅仅是计算结构的变形,网格数量可以少一些。
如果需要计算应力,则在精度要求相同的情况下应取相对较多的网格。
在热分析中,结构内部的温度梯度不大,不需要大量的内部单元,这时可划分较少的网格。
2 网格疏密网格疏密是指在结构不同部位采用大小不同的网格,这是为了适应计算数据的分布特点。
在计算数据变化梯度较大的部位(如应力集中处),为了较好地反映数据变化规律,需要采用比较密集的网格。
而在计算数据变化梯度较小的部位,为减小模型规模,则应划分相对稀疏的网格。
这样,整个结构便表现出疏密不同的网格划分形式。
图2是中心带圆孔方板的四分之一模型,其网格反映了疏密不同的划分原则。
小圆孔附近存在应力集中,采用了比较密的网格。
板的四周应力梯度较小,网格分得较稀。
网格划分
四、混合网格划分
混合网格划分即在几何模型上,根据各部位的特点,分别采用自由、映射、扫略等多种网格划分方式,以形成综合效果尽量好的有限元模型。混合网格划分方式要在计算精度、计算时间、建模工作量等方面进行综合考虑。通常,为了提高计算精度和减少计算时间,应首先考虑对适合于扫略和映射网格划分的区域先划分六面体网格,这种网格既可以是线性的(无中节点)、也可以是二次的(有中节点),如果无合适的区域,应尽量通过切分等多种布尔运算手段来创建合适的区域(尤其是对所关心的区域或部位);其次,对实在无法再切分而必须用四面体自由网格划分的区域,采
机械零件有限元分析-5-第四讲-网格划
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理现象。
均匀性
网格的分布应尽量均匀,以提 高计算精度和稳定性。
局部细化
对于关键区域或需要更高精度 的地方,应进行局部网格细化
。
边界条件处理
在边界区域,应根据实际情况 处理网格,以避免出现奇异性
和不合理的解。
03
网格划分的方法和技术
结构化网格划分
01
02
03
结构化网格
按照一定的规则和顺序对 有限元模型进行网格划分, 每个网格单元具有相同或 相似的形状和尺寸。
详细描述
对于形状不规则、结构复杂的机械零件,网格划分变得困难,需要采用特殊的有 限元网格划分方法,如自适应网格、非结构化网格等。
实例三:多物理场耦合的网格划分
总结词
多物理场、耦合、复杂度增加
详细描述
对于涉及多个物理场耦合的机械系统,如热-力耦合、流-固耦合等,网格划分变得更加复杂。需要采用多物理场 耦合的有限元网格划分方法,如分区耦合、全局耦合等。
网格划分的重要性和意义
网格划分是有限元分析的关键 环节,它决定了模型的离散精 度和计算规模。
合适的网格划分能够提高计算 精度,降低模型的自由度,从 而减少计算时间和资源消耗。
不合理的网格划分可能导致计 算精度降低,甚至出现数值不 稳定或计算失败的情况。
02
网格划分的基本概念
网格划分的定义
网格划分是将连续的物理模型离散化 为有限个小的单元,每个单元称为网 格或节点。
自适应移动节点
03
根据计算结果动态移动网格节点,以保持网格质量。
05
实例分析
实例一:简单零件的网格划分
总结词
规则、简单、容易划分
详细描述
ABAQUS中网格划分技术
划分网格是有限元模型的一个重要环节,它要求考虑的问题较多,工作量较大,所划分的网格形式由于划分者的水平和思路不同而有很大的差异,因而对计算精度和计算规模会产生显著的影响。
有限元网格数量的多少和质量的好坏直接影响到计算结果的精度和计算规模的大小。
一般来讲,网格数量增加,计算精度会有所提高,但同时计算规模也会增加,所以在确定网格数量时应该权衡这两个参数。
网格较少时增加网格数量可以显著提高计算精度,而计算时间不会有很大的增加。
所以应注意增加网格数量后的经济性。
实际应用时可以比较疏密两种网格划分的计算结果,如果两种计算结果相差较大,应该继续增加网格,重新计算,直到误差在允许的范围之内。
ABAQUS中的网格划分方法应该是所有通用有限元分析软件中最强大的。
本文将对其网格划分做较全面的叙述。
首先介绍一下网格划分技术,包括:结构化网格、扫掠网格、自由网格:1)结构化网格技术(STRUCTURED):将一些标准的网格模式应用于一些形状简单的几何区域,采用结构化网格的区域会显示为绿色(不同的网格划分技术会对相应的划分区域显示特有的颜色标示)。
2)扫掠网格技术(SWEEP):对于二维区域,首先在边上生成网格,然后沿着扫掠路径拉伸,得到二维网格;对于三维区域,首先在面上生成网格,然后沿扫掠路径拉伸,得到三维网格。
采用扫掠网格的区域显示为黄色。
3)自由网格划分技术(FREE):自由网格是最为灵活的网格划分技术,几乎可以用于任何几何形状。
采用自由网格的区域显示为粉红色。
自由网格采用三角形单元(二维模型)和四面体单元(三维模型),一般应选择带内部节点的二次单元来保证精度。
4)不能划分网格:如果某个区域显示为橙色,表明无法使用目前赋予它的网格划分技术来生成网格。
这种情况多出现在模型结构非常复杂的时候,这时候需要把复杂区域分割成几个形状简单的区域,然后在划分结构化网格或扫掠网格。
注意:使用结构化网格或扫掠网格划分技术时,如果定义了受完全约束的种子(SEED),网格划分可能不成功,这时会出现错误信息们,可以忽略错误信息,允许ABAQUS去除对这些种子的约束,从而完成对网格的划分。
STAR_CCM+复杂表面几何处理及网格划分
STAR-CCM+复杂表面几何处理与网格划分1.启动:开始→所有程序→STAR-CCM+,如图1所示,打开STAR-CCM+,界面如图2所示。
图1 打开软件STAR-CCM+图2 STAR-CCM+界面点击File→New Simulation,如图3所示,弹出如图4所示窗口,单击OK按钮,创建新的模拟。
图3 创建新模拟图4 创建新模拟窗口2.打开模型文件:单击菜单File→Import surface mesh,如图5所示,或者单击按钮,进入模型导入菜单,如图6所示。
选择所有x_t模型,单击“打开”,按钮,弹出如图7所示菜单,为了减少内存压力,这里设定Tessellation Density一项为“Coarse”。
图5 导入表面模型菜单图6 导入表面模型窗口图6 导入表面模型窗口选项单击“OK”按钮,进入主界面,导入模型如图7所示。
3.简单前期设定:图7 导入模型后的主界面显示由于导入模型是固体模型,最后要求解的是其内腔的流体区域,所以先将所有固体模型合并起来,如图8所示,将Regions树下的所有body选择,右键选择“Combine”,将所有固体模型合并,如图9所示。
图8 合并前的Regions树模型图9 合并后的Regions树模型对各个区域部件重新进行命名;如图10所示,先将前三个同类的Boundary、Boundary1 1、Boundary1 2挡板合并并命名为“baffles”。
图10 合并三个挡板模型并重新命名对模型中的传感器Boundary1 7重新命名为“Sensor”,如图11所示。
图11 Boundary1 7重新命名为“Sensor”对模型中的固体部件Boundary1 8、Boundary1 9通过“Combine”合并并重新命名为“Struts”,如图12所示。
图12 Boundary1 8/9重新命名为“Struts”对模型中的阀体Boundary1 10重新命名为“Valve”,如图13所示。
复杂几何模型数值计算网格划分及独立性考核
1 物 理 模 型
所研 究 的物理 模 型 是 流 体 流 经 矩 形 截 面 通道 , 内 部 交错 布置 系列 开孔 折流 板 , 图 1 示 . 如 所 选择 两种 开 孔 折流 板 ( #, #板 型 ) 1 2 进行 了数 值研 究 . 通道 示 意图 见图 1 通 道 长 度 L一12 0mm, 道 的宽 度 W 一2 0 , 4 通 0 mm, 高度 H_ 6 - 0mm. 道 的 上下 壁 面交 错 布 置折 流 通 板 , 间距 p_ 1 0mm. 板 - 2 折流 板 高度 为通 道 的一 半 , 厚 度为 1mm. 流 板 上 孔 均 匀 布 置 , 图 2所 示. 寸 折 如 尺 及位 置如 表 1 计 算在 雷诺 数 Re 别 为 20 0 30 0 . 分 0 、 0 、 40 0 60 0 80 0 1 0 、 20 0 1 0 0 、 0 、 0 、00 0 1 0 、 50 0下 进行 .
工况下进行 .
关
键
词 : 数值计 算; 网格 ; 孔 折 流 板 开 文 献 标 识 码 : A
中 图分 类 号 : T 3 1 6 P 0 .
计 算 流体 力 学 ( o ue li y a c , 称 C mp trFudD n mi 简 s
本 文运 用 目前广 泛应 用 的 C D软 件 , F 以设 置开 孔 折 流板 的矩 形通 道 内的 流体 流 动 问题 为 例 进 行研 究. 介绍 了此 类 较 复 杂 的几 何 模 型 的 较 优 的 网 格 划 分 方 式 , 且对 不 同雷诺 数 下 网格 的 考 核 方 式进 行 了深 入 并
对 于 同一 计 算 模 型 , 不 同 工 况 下 采 用 相 同 的 网格 划 分 时 , 格 独 立 性 的考 核 标 准 。通 过 设 置 有 两 种 类 型 开 孔 折 流 板 通 在 网
ABAQUS网格划分技术选择原理详解
理解ABAQUS中重要的网格划分工具原理,尤其是理解ABAQUS里面的网格控制属性设置,这对于复杂网格划分尤其有用。
如图1,是ABAQUS中网格控制属性中的网格划分“技术”选项,它ABAQUS是决定采用何种策略划分网格的选项。
图1 ABAQUS网格控制属性对话框这几个选项看着挺简单,却很重要。
然而,关于这里的ABAQUS网格划分“技术”的解读,恰恰是很多教程缺失的内容。
理解这背后的技术原理直接影响着我们对复杂实体网格划分的切分策略!ABAQUS重要而常用的三种“自顶向下”的网格划分技术是:自由网格技术、结构网格技术、扫掠网格技术。
(1)自由网格技术,对于二维面几何来说,任何形状的面都能选择四边形、四边形为主和三角形;对于三维实体几何,只能生成四面体网格。
这很简单,如图2所示。
图2 ABAQUS自由网格划分技术(2)在ABAQUS的网格划分技术中,扫掠网格技术扮演着十分重要的角色。
首先是来自官方《ABAQUS文档》中的定义(翻译):扫掠网格先创建源网格,然后沿着扫掠路径的边,一次次地拷贝源网格节点,直到到达目标区域;后边还补充说明,如果扫掠路径的边是直线或样条线,称为拉伸扫掠,如果扫掠路径是圆(弧)线称为旋转扫掠。
这个定义显得有些笼统。
然而我们在实际使用中已经知道,这里的所谓“拷贝”是广义的,这里的所谓“沿着一条路径”也是广义的。
《ABAQUS文档》中分为二维和三维的场景,讨论了哪些形状可以扫掠,哪些形状不可以,这些内容才是对我们划分网格有指导意义的。
注意一个重要的要求是:对三维实体,目标面必须是单一的面。
这里我们引用ABAQUS官方文档的图例简单解释,如图3,图左边可以,而右边不行。
图3 ABAQUS扫掠网格的源面和目标面然而上述这个事实却不是针对曲面网格的,针对曲面网格必须是四边形才能做扫掠网格(并且不管四边形的边是直边还是曲边);而曲面网格对划分结构网格的几何要求反而放得更松一些,实际上,只要没有孔,几乎所有的连续面都可以是结构网格,有孔也没关系,做一下切分就可以。
第3章网格划分技术及技巧.
第3章⽹格划分技术及技巧.第3章⽹格划分技术及技巧创建⼏何模型后,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3.1.1 单元类型1. 定义单元类型命令:ET, ITYPE, Ename, KOP1, KOP2, KOP3, KOP4, KOP5, KOP6, INOPRITYPE---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,V ALUEITYPE---由ET命令定义的单元类型参考号。
KNUM---要定义的KEYOPT顺序号。
V ALUE---KEYOPT值。
该命令可在定义单元类型后,分别设置各类单元的KEYOPT参数。
例如:et,1,beam4 !定义BEAM4单元的参考号为1et,3,beam189 !定义BEAM189单元的参考号为3keyopt,1,2,1 !BEAM4单元考虑应⼒刚度时关闭⼀致切线刚度矩阵keyopt,3,1,1 !考虑BEAM189的第7个⾃由度,即翘曲⾃由度!当然这些参数也可在ET命令中⼀并定义,如上述四条命令与下列两条命令等效:et,1,beam4,,1et,3,beam189,13. ⾃由度集命令:DOF,Lab1,Lab2,Lab3,Lab4,Lab5,Lab6,Lab7,Lab8,Lab9,Lab104. 改变单元类型命令:ETCHG,Cnv5. 单元类型的删除与列表删除命令:ETDELE,ITYP1,ITYP2,INC列表命令:ETLIST,ITYP1,ITYP2,INC3.1.2 实常数1. 定义实常数命令:R,NSET,R1,R2,R3,R4,R5,R6续:RMORE,R7,R8,R9,R10,R11,R12NSET---实常数组号(任意),如果与既有组号相同,则覆盖既有组号定义的实常数。
基于ANSYS FLUENT Meshing的复杂模型网格划分
基于ANSYS FLUENT Meshing的复杂模型网格划分作者:暂无来源:《智能制造》 2014年第4期安世亚太科技股份有限公司崔亮2013年12月,ANSYS宣布推出其业界领先的工程仿真解决方案ANSYS 15.0,独特的新功能,为指导和优化产品设计带来了最优的方法。
其中,ANSYS 15.0的流体动力学仿真解决方案可提供更快的前处理、求解器和优化技术。
得益于智能优化技术、更快的求解器速度、突破性的并行可扩展性、直观的几何结构功能和并行网格剖分技术,ANSYS 15.0的流体动力学用户能够比以往任何时候都更快更精确地设计新产品。
一、引言网格划分是计算流体动力学(CFD)分析的关键步骤,网格的好坏直接影响到仿真分析的精度和速度。
尤其是对于复杂模型,其网格划分环节在整个仿真分析周期中往往占据了大部分的人工处理时间,选择合适的软件工具来对复杂模型进行网格划分,对于加快仿真周期、提升工作效率有着十分重要的意义。
本文以两个实际的复杂模型为例,详述了ANSYS FLUENT内置的前处理网格划分工具ANSYS FLUENTMeshing在处理复杂模型时的优势,包括ANSYS FLUENTMeshing在处理复杂模型时的快速高效、高保真度、高质量等特点,可以帮助用户更加有效地应对复杂模型的网格划分,缩短整个仿真的周期,进而加速研发过程,提升产品的核心竞争力。
二、ANSYS FLUENT Meshing介绍ANSYS FLUENT Meshing(当前的最新版本为15.0,图1)的前身是TGrid,一直以来作为FLUENT的前处理工具,负责为FLUENT提供高质量的网格。
从ANSYS 14.5版本开始,TGrid更名为ANSYS FLUENT Meshing,并完全嵌入到FLUENT的界面中。
在保留了TGrid所有功能的同时,还新增了基于对象的网格创建流程,提升了软件的易用性和流程性,为复杂模型的网格划分带来了极大的便利。
comsol网格划分技巧
comsol网格划分技巧最近,COMSOL软件在工程领域受到越来越多的关注和重视,因此,如何正确使用COMSOL软件成为了工程师们面临的重大挑战。
在解决这些问题时,COMSOL网格划分技巧是重要的一环,本文致力于研究COMSOL网格划分的技巧。
首先,关于COMSOL的网格划分技巧,我们需要从拓扑爱好者的角度进行深入了解。
在拓扑建模中,我们需要将抽象的物理实体转换成电脑可以理解的数学模型,以实现一个与实际相近的模拟结果。
因此,精确网格划分对于模型拓扑的精度和准确性特别重要,因此在进行拓扑建模时应当给予重视。
网格划分工具为模型建模提供了重要的参考,能够更好地满足模型的建模需求。
其次,进行COMSOL网格划分的过程中,一定要考虑到网格节点数量的合理使用。
COMSOL使用比较复杂的网格划分方式,模型网格可以在空间及时间方面分辨率上进行精细化划分,以满足模型的准确性和模拟效果。
但同时也要注意,网格节点数量的不合理使用容易导致模型计算量的爆炸性增长,增加了模型求解时间,降低了模型求解效率。
因此,在进行模型拓扑建模时,应当合理使用网格节点,只有这样才能够得到准确、可靠的模拟结果。
此外,COMSOL软件提供了一种网格优化技术,可以有效地减少网格结构中冗余电路,提高模型求解效率。
同时,COMSOL还能够动态调整模型网格结构,即不断调整网格结构以提高模型求解效率,而无需用户手动调整。
最后,COMSOL网格划分技巧在解决模型拓扑及求解效率方面都能够发挥重大作用,因此在使用COMSOL模型拓扑建模时一定要正确使用COMSOL网格划分技巧,以保证模型的准确性和可靠性。
首先,要从拓扑建模的角度去深入了解COMSOL的网格划分技巧,其次,要合理使用COMSOL网格节点,以免导致模型求解时间过长和计算量的爆炸性增长,此外,应当有效地利用COMSOL提供的网格优化技术,以及动态调整模型网格结构等方法来提高模型求解效率。
综上所述,本文认为,正确使用COMSOL网格划分技巧是实现准确可靠模拟结果的关键,也是模拟软件的重要内容之一。
复杂结构的网格划分方法比较
网格划分是进行有限元分析和计算的前提,也是最费时间最费精力的一项前处理技术,网格划分的质量对有限元计算的精度和计算效率都有着最为直接的影响,对于大变形的情况甚至影响到解的收敛性。
目前比较通用的分网软件主要有Hypermesh、ANSA、ANSYS、MARC等,本文就复杂模型的分网技术进行简明的阐述。
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Hypermesh的2D面板的automesh来对面和网格单元自动划分。
对于复杂几何模型而言,自动分网方法省时省力,但缺点是单元数量甚至会出现单元不能达到预想的效果,如在某些地方需要较少单元,而在另外的地方需要更多的单元时,通常不容易控制。
因此需要对面进行一些几何分块处理,以得到符合分网工作者的意愿的具有较高计算效率的网格。
对于三维复杂模型只能生成四面体单元,分网效率极高,只要设置相关参数就等得到较好的网格,但是网格数量取决于几何模型的最小特征,网格数量通常非常大,因此为了获得更高的计算效率的有限元网格,通常要对几何模型进行一些处理,和二维情况类似,可以进行分块处理,如进行局部细分。
映射网格划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。
目前大多数分网软件对这些条件有了很大的放宽,包括:o面可以是三角形、四边形、或其它任意多边形。
o面上对边的网格划分数可以不同,但有一些限制条件。
o面上可以形成全三角形的映射网格。
o体可以是四面体、五面体、六面体或其它任意多面体。
o体上对应线和面的网格划分数可以不同,但有一些限制条件。
对于三维复杂几何模型而言,通常的做法是利用线面切割功能,将其切割成一系列四、五或六面体,然后对这些切割好的体进行映射网格划分。
comsol网格划分技巧
comsol网格划分技巧
Comsol网格划分技巧包括:
1、重新结构化网格。
这一步需要根据特定网格的复杂度来确定网
格划分的最佳方式。
Comsol Mesh提供了一系列的技巧来帮助用户结构
化模型的网格。
2、采用视觉评估算法,根据网格的复杂度以及模型的复杂度来决定网
格的划分方式。
一个典型的技术是应用广泛的梯形网格,可以在梯形
网格的每个单元格中保存计算结果。
3、使用现有网格进行调整。
在实际应用中,我们可以尝试将现有
的网格进行调整,使得网格划分能够更加合适。
Comsol Mesh提供了一
系列技术,如网格密度控制和网格分割,来帮助我们调整网格。
4、用细粒度来改善网格划分。
Comsol Mesh也提供了一系列技术,可以改善我们的网格划分质量,比如支持细粒度划分,体素化以及其
它的细粒度技术。
5、使用脚本自动化网格划分。
在模型复杂度比较高的情况下,我
们可以使用脚本自动化网格划分,使得网格划分能够更加准确有效。
STAR-CCM+复杂表面几何处理与网格划分
STAR-CCM+杂外表几何处理与网格划分1.启动:, 开始一所有程序-STAR-CCM+如图1所示,翻开STAR-CCM +界面如图2所示。
图1 翻开软件STAR-CCM+图 2 STAR-CCM+界面,点击File — NewSimulation ,如图3所示,弹出如图4所示窗口,单击OK$钮,创立新的模拟图4创立新模拟窗口图3创立新模拟2.翻开模型文件:工单击菜单File —Import surface mesh,如图5所示,或者单击工选择所有x_t模型,单击“翻开〞,按钮,弹出如图7所示菜单,为了减少内存压力,这里设定Tessellation Density 一项为按钮,进入模型导入菜单,如图6所示“Coarse〞❷ 单击“OK 按钮,进入主界面,导入模型如图 7所示3.简单前期设定:图6导入外表模型窗口导入外表模型菜单图6导入外表模型窗口选项图7导入模型后的主界面显示心由于导入模型是固体模型,最后要求解的是其内腔的流体区域,所以先将所有固体模型合并起来,如图 8所示,将Regions 树下的所有body 选择,右键选择 Combine’,将所有固体模型合并,如图9所示。
图8合并前的Regions 树模型图9合并后的Regions 树模型[siMLlkiiBon ) i-rEnt/plot W £Ur 1 & Cfeh la hu±巴口由Ecene/pl^t明■ 身・回引 & 舟・ 回・Hi$kligh t0* Star 1fl 口 C Attl i nil*.口 口 Re ga OILSS * Eo 和 1二 口 Bcundari ES口 M.i 口 口Hoti国.aSctiii e 口中 宦 口 toal:Ccmbin*,,, Eoohwn Q SpiH 均 Sur1iK< Topglogy Spirt Nqn-Contig]ijQ^¥_SpJit B-y Functscn... ftie-mDve [rw.alid Ciflk...Tr-ansform Reorder Meth Replace Medh...m Bouitdary 1"Boundary 1 0 fitMLELdary 1啰 EnrajadarF 1™ Boundaury 1 A Boundary 1"目鼻曲dary 10. Boundary 1 E BoEuijdiary 1 0 B Gimdary 1 Fflitur* Corvts10 11SoLulio nC 口松 IP ante Delete- Ctei-?V DfflrteRename^□ □可口 卜□Derived ParisRapart9 Flo is T O ^QI I E工对各个区域部件重新进行命名; 如图10所示,先将前三个同类的Boundary、Boundaryl 1、Boundaryl 2 挡板合并并命名为baffles 。
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3.4 网格划分实例
复杂面模型的网格划分
1. 孔板
钢结构螺栓连接中的节点板,其板上都设有一定数量的螺栓孔,这些栓孔可能对称布置也可能不对称布置。
要得到四边形映射网格必须满足其要求的条件,可对板进行适当的切分或连接。
本例采用切分命令将面切成多个小面,有些可满足4 边的条件,包含曲线的面则不满足4 边的条件,可分别采用AMESH 和AMAP 命令(如用LCCAT 需要不断连接、划分、删除连接线等操作)进行映射网格划分。
示例:
! EX3.18 孔板网格划分
finish $ /clear $ /prep7
a0=300 $ b0=800 $ r0=15 ! 定义参数
blc4,,,a0,b0 $ cyl4,a0/4,b0/8,r0 ! 创建矩形面和一个圆面
agen,2,2,,,a0/2 $ agen,2,2,3,1,,b0/8 ! 复制生成其它圆面
agen,2,2,5,1,,b0*5/8 $ asel,s,,,2,9,1 ! 选择圆面
cm,a2cm,area $ allsel ! 将所选择圆面定义为组件a2cm
asba,1,a2cm ! 用矩形面减圆面,形成孔板
wprota,,-90 ! 将孔板竖向切分
*do,i,1,5 $ wpoff,,,b0/16 $ asbw,all $ *enddo
wpoff,,,b0*5/16 $ *do,i,1,5 $ wpoff,,,b0/16 $ asbw,all $ *enddo
wprota,,,90 ! 将孔板横向切分
*do,i,1,3 $ wpoff,,,a0/4 $ asbw,all $ *enddo
wpcsys,-1 $ numcmp,all
lsel,s,radius,,r0 $ lesize,all,,,8 ! 选择圆孔边界线,定义网分数为8 lsel,inve $ lesize,all,,,4 $ lsel,all ! 其余线网分数为4
et,1,82 $ mshape,0,2d $ mshkey,1 ! 定义单元类型、单元形状及网分类型
asel,u,loc,y,b0/16,b0*5/16 ! 不选择带圆孔的面
asel,u,loc,y,b0*11/16,b0*15/16 ! 不选择带圆孔的面
lsla,s$lsel,r,tan1,x ! 选择竖向线
lesize,all,50,,,,1 ! 修改这些线的网分尺寸
amesh,all $ allsel ! 划分这些面的网格
! 以下用 AMAP 划分各个5 边形面的网格
amap,21,30,31,54,62 $ amap,22,31,32,54,64 $ amap,32,29,30,62,76 $ amap,33,29,32,64,76
amap,42,34,35,76,82 $ amap,43,35,36,76,84 $ amap,41,33,34,53,82 $ amap,44,33,36,53,84
amap,19,22,23,49,64 $ amap,20,23,24,49,60 $ amap,9,21,22,64,74 $ amap,31,21,24,60,74
amap,38,26,27,74,84 $ amap,39,27,28,74,80 $ amap,37,25,26,50,84 $ amap,40,25,28,50,80
amap,17,14,15,43,59 $ amap,18,15,16,43,63 $ amap,7,13,14,59,73 $ amap,8,13,16,63,73
amap,34,18,19,73,79 $ amap,30,17,18,79,44 $ amap,35,19,20,73,83 $ amap,36,17,20,44,83
amap,15,6,7,39,63 $ amap,16,7,8,39,58 $ amap,4,6,5,63,71 $ amap,5,5,8,58,71
amap,27,10,11,71,83 $ amap,28,11,12,71,78 $ amap,26,9,10,83,40 $ amap,29,9,12,40,78
对于本例也可采用先创建部分面并划分网格,然后利用对称生成其余部分。
本例旨在说明全部创建几何模型后,进行网格划分的方法和思路。
2. 角支架的网格划分
如ANSYS 帮助文件中的例子,对其结构略作改动如图所示。
进行映射网格划分,但需要对几何模型进行切分或连接。
3. 大板小孔的网格划分
实际工程中经常遇到很大的板上有一很小孔,且要考虑小孔的影响。
其网格划分可将整个面分为两部分,即小孔区域和远离小孔的区域,并采用过渡映射网格划分或间隔比,从而得到既满足精度要求又不浪费资源的网格。
例如所示面,其中虚线部分为两部分的分界线,当然也可采用直线分割区域。
示例:
! EX3.20 大板小孔的网格划分
finish $ /clear $ /prep7
a0=100 ! 定义参数A0=100
blc4,,,a0,a0 $ cyl4,,,a0/100 $ asba,1,2 ! 创建几何模型
csys,1 $ k,50,a0/20 $ k,51,a0/20,90 ! 创建两个关键点
R1=a0/20
l,50,51 $ asbl,all,1 ! 将面分为两部分
et,1,82 $ mshape,0,2d $ mshkey,1 ! 定义单元类型及网格划分类型
lesize,5,,,8 $ lesize,1,,,10 ! 设置周向线网格数
lesize,4,,,8,5 $ lesize,6,,,8,5 $ amesh,1 ! 设置径向线的网格数及间隔
比,划分区域1
lesize,7,,,20,0.1 $ les ize,8,,,20,0.1 ! 设置大区域的网格数及间隔比amap,2,50,51,2,4 ! 划分区域2
csys,0 $ arsym,x,all $ arsym,y,all $ nummrg,all
4. Z 形面的网格划分与局部细化
如图所示的面,其正常网格划分和局部细化比较如图所示。
通过该例可以看出不同的细化方式对网格的影响,同时也可比较网格的质量。
5. 有分布小孔的环形面的网格划分
如图所示,一环形面上分布若干个圆孔,其网格划分方法是将圆环面根据孔数切分为多个面,然后进行网格划分,但较为繁琐。
还可创建包含半个圆孔的扇形面并划分网格,然后复制几何模型和网格。