网格划分技术
ansys 创建节点单元模型与网格划分技术
•
下面分别对这部分的工具和选项进行介绍。
1. Global（缺省）
可通过设置每个单元的边长或者模型中每条边线的单元分划数来控制总体单元尺寸。 单击 按钮会弹出 Global Element Sizes（总体单元尺寸）设置对话框，如下图
所 示 ， 可 以 设 置 缺 省 的 Element edge length （ 单 元 边 长 ） 或 者 缺 省 No. of
ANSYS9.0经典产品教程与实例详解
M2-22
(3)局部网格尺寸控制
ANSYS 用缺省单元尺寸生成的网格并不一定总能满足需要比如在模型的曲率较大的 区域需要相对密的网格，在这时可以利用网格工具提供局部网格尺寸控制工具（图中 (3)的区域）设置模型中局部的单元尺寸以满足特定的需要。ANSYS可以分别对线、面 以及选定关键点附近区域进行网格尺寸的控制，还可以设置缺省的单元尺寸。
• 对Global和Lines 的单元尺寸控制是针对实体模型的边界上的单元尺寸的定义。 本项的设定可以在面的内部没有可以引导网格划分的尺寸线的区域控制单元尺寸，
推荐在自由分网时对此项进行设定，往往可以在整个模型上得到较好的网格。单击
按钮会弹出一个选择对话框，要求选择欲设置的面，选择欲设置的面然后单击 选择对话框上的 按钮或者 按钮确认，在弹出的设置对话框可以设定单 按钮将会清除设置。 元边长，输入合适的值即可。单击
ANSYS9.0经典产品教程与实例详解
M2-21
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(2) 智能网格划分控制
图中标识为（2）的区域提供了 Smart Sizing（智能单元尺寸）控制。Smart Sizing 控制在生成映射（Mapped）网格时无效。自由划分网格时建议使用 Smart
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。
ABAQUS 网格技术(孤立网格、网格划分)
– 本例输入的机械部件已经采用一阶四面 体单元划分完毕。
ABAQUS/CAE_孤立网格
• 将一阶单元转为二阶，或将二阶单元转为 一阶
• 对平面、三角形孤立网格进行网格重划分。
用于处理不良几何形状的更加 高级的网格编辑工具在 “ABAQUS/CAE: Geometry Import and Meshing” 讲座中有 更详细的介绍
L6.14
ABAQUS/CAE_孤立网格
导入孤立网格
• 移动节点 – 用户可以指定任意一种移动节点的方法： • 新的坐标 • 在任意坐标系中，坐标的改变 （偏置） δx, δy, δz, δr, δθ, 等等。 – 在不需要重新选择节点的前提下，可以进行连续的增量变化。 – 创建单元 – Tip（提示）按钮将显示选定单元形状的节点顺序。 – 检测无效的单元。
ABAQUS/CAE_孤立网格
历程数据以第一个 *STEP 选 项开始
历程数据以最后一个*END STEP选项结束
L6.9
导入孤立网格
– 可以通过ABAQUS输入文件(.inp) 或输出数据库文件(.odb)导入已有 网格。
– 被导入的网格称“孤立网格”，因 为它没有父几何体。
ABAQUS/CAE_孤立网格
– 模型数据
该行将会出现在每个输出页上。
*HEADING
CANTILEVER BEAM EXAMPLE
UNITS IN MM, N, MPa
*NODE
ANSYS-入门教程-(23)---网格划分技术及技巧-(b)
ANSYS 入门教程(23) - 网格划分技术及技巧(b)五、设置几何模型的单元属性前面介绍了如何定义单元类型、实常数、材料属性、梁截面等单元属性，但与几何模型还没有任何关系。
如何将这些属性与几何模型关联呢？这就是对几何模型进行单元属性的设置，即将这些属性赋予几何模型。
赋予几何模型单元属性，仅4 个命令:KATT, LATT, AATT, VATT（简称xATT 命令）。
1. 设置关键点单元属性命令：KATT, MAT, REAL, TYPE,ESYS其中MAT, REAL, TYPE, ESYS 分别为材料号、实常数号、单元类型号、坐标系编号。
该命令为所选择的所有关键点设置单元属性，而通过这些关键点复制生成的关键点也具有相同的属性。
如果关键点在划分网格时没有设置属性，则其属性由当前的“ MAT、REAL、TYPE、ESYS”等命令设置。
在划分网格前如要改变其属性，只需重新执行KATT 命令设置，如果其命令参数为0 或空，则删除相关的属性。
如果MAT,REAL,TYPE,ESYS 参数中任意一个定义为-1，则设置保持不变。
2. 设置线的单元属性命令：LATT, MAT, REAL, TYPE, --, KB, KE, SECNUMMAT,REAL,TYPE - 同KATT 中的参数。
KB,KE - 线始端和末端的方位关键点。
ANSYS 在对梁划分网格时，使用方位关键点确定梁截面的方向。
对于梁截面沿线保持同一方位时，可仅使用KB 定位；预扭曲梁（麻花状）可能需要两个方位关键点定位。
SECNUM - 梁截面ID 号。
该命令为所选择的线设置单元属性，但由KB 和KE 指定的值仅限于所选择的线，因此通过这些线复制生成的线则不具有这些属性（即KB 或KE 不能一同复制）。
但如不使用KB 和KE 时，通过这些线复制生成的线具有同样的属性。
不指定单元属性、修改其单元属性与KATT 命令类似，可参照处理。
在命令LATT 中如果没有指定KB 和KE 则采用缺省的截面方位，缺省截面方位的确定方法是截面的xoz坐标平面总是垂直总体直角坐标系的XOY 平面，且截面至少有一个坐标轴与总体坐标轴方向相同或接近。
ansys icem cfd网格划分技术实例详解纪
ansys icem cfd网格划分技术实
例详解纪
ANSYS ICEM CFD网格划分技术实例详解纪：
1、首先，选择你要建立的几何图形，如某个物体的外形、内部结构等；
2、选择网格划分的方法，可以使用Tetrahedron、Hexahedron、Prism等划分方法；
3、设定网格划分的精度，即划分后各三角形面或者正方体面的边长，一般可以根据不同类型的流动情况来调整精度；
4、确定各个区域的网格密度，一般需要在边界层提高网格数量，以更好地模拟流体的运动情况；
5、检查网格的质量，消除网格中的闭合面，以保证网格的准确性；
6、计算流场，对网格进行求解，并作图显示。
有限元的网格划分技术
有限元的网格划分技术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。
网格化有三个步骤：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。
定义网格的属性主要是定义单元的外形、大小。
单元大小基本上在线段上定义，可以用线段数目或长度大小来划分，可以在线段建立后立即声明，或整个实体模型完成后逐一声明。
采纳BottOm-UP方式建立模型时，采纳线段建立后立即声明比较便利且不易出错。
例如声明线段数目和大小后，叁制对象时其属性将会一•起夏制，完成上述操作后便可进行网格化命令。
网格化过程也可以逐步进行，即实体模型对象完成到某个阶段就进行网格话，如所得结果满足，则连续建立其他对象并网格化。
网格的划分可以分为自由网格（free meshing）、映射网格（mapped meshing）和扫略网格（SWeeP meshing）等。
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,它在面上可以自动生成三角形或四边形网格，在体上自动生成四周体网格。
通常状况下，可采用ANSYS的智能尺寸掌握技术（SMARTSIZE命令）来自动掌握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）并掌握疏密分布以及选择分网算法等（ MOPT 命令）。
对于简单几何模型而言，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简单模型只能生成四周体单元，为了获得较好的计算精度，建议采纳二次四周体单元（92号单元）。
假如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全都的四周体单元，因此，最好不要选用线性（•阶次）的六面体单元（没有中间节点，比如45号单元）,由于该单元退化后为线性的四周体单元，具有过大的刚度，计算精度较差；假如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全都，只是有多个节点在同一位置而己,因此,可以采用TCHG命令将模型中的退化形式的四周体单元变化为非退化的四周体单元（如92号单元），削减每个单元的节点数量，提高求解效率。
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
结构有限元分析中的网格划分技术及其应用实例
结构有限元分析中的网格划分技术及其应用实例一、前言有限元网格划分是进行有限元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。
CAD软件中流行的实体建模包括基于特征的参数化建模和空间自由曲面混合造型两种方法。
Pro/E和SoildWorks是特征参数化造型的代表，而CATIA与Unigraphics等则将特征参数化和空间自由曲面混合造型有机的结合起来。
现有CAD软件对表面形态的表示法已经大大超过了CAE软件，因此，在将CAD实体模型导入CAE软件的过程中，必须将CAD模型中其他表示法的表面形态转换到CAE软件的表示法上，转换精度的高低取决于接口程序的好坏。
在转换过程中，程序需要解决好几何图形（曲线与曲面的空间位置）和拓扑关系（各图形数据的逻辑关系）两个关键问题。
其中几何图形的传递相对容易实现，而图形间的拓扑关系容易出现传递失败的情况。
数据传递面临的一个重大挑战是，将导入CAE程序的CAD模型改造成适合有限元分析的网格模型。
在很多情况下，导入CAE程序的模型可能包含许多设计细节，如细小的孔、狭窄的槽，甚至是建模过程中形成的小曲面等。
这些细节往往不是基于结构的考虑，保留这些细节，单元数量势必增加，甚至会掩盖问题的主要矛盾，对分析结果造成负面影响。
ANSYS APDL命令流详解-10网格划分高级技术
!创建面、定义单元尺寸和划分类型
lccat,1,2
!将线1和2连接，生成连接线7
lcomb,4,5
!将线4和5合并，生成合并线，其线号为4
amesh,all
!网格划分
3.3网格划分高级技术-面映射网格划分
3. 线网格划分设置的传递 映射网格划分的条件⑵要求面的对边必须划分为相同数目的单
元。不必对所有线设置划分控制，网格划分器会自动将线的划 分 设置传递到对边上；特别地，对于由三条边组成的面，只需 定义 一条边的单元划分数目即可。
3.3网格划分高级技术-面映射网格划分
!EX3.8B 过渡四边形映射网格 finish$/clear$/prep7 et,1,plane42$k,1$k,2,10,-1$k,3,8,6$k,4,1,3$a,1,2,3,4 lesize,1,,,11 !设置线1的划分数为11 lesize,3,,,3 !设置线3的划分数为3，该对边划分数之差为8（偶数） lesize,4,,,2 !设置线4的划分数为2 lesize,2,,,2 !设置线2的划分数为2，这对边划分数之差为0 mshape,0,2d$mshkey,1$amesh,all
3.3网格划分高级技术
在3 . 2中介绍了基本的网格划分技术，对于自由 网格划分一般不必刻意设置便可对几何模型划分网格。 但对于映射网格划分和体扫掠网格划分则必须满足一 定的条件，甚至刻意设置才能得到满意的网格。
自由网格划分时，对面可全部采用四边形单元、 全部用三角形单元、或者是二者的混合单元；对体一 般为四面体单元，金字塔单元作为过渡也可使用。但 是，映射网格划分则只能全部用四边形单元、或全部 用三角形面单元、或全部用六面体单元。
同时要注意下面几个问题：
⑴ 必须设置映射网格划分（MSHKEY,1）。根据MSHAPE的设置，划分 结果全是四边形或全是三角形单元的映射网格。
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。
界面条件设置包括确定材料与外界的热传导、流体传输、气固反应、接触等边界条件。
这些条件对于模拟实际工程问题的边界反应至关重要。
加载条件设置包括定义外加力、固定边界、压力加载、温度加载等力学和热力加载条件。
通过加载条件设置，可以模拟实际工程中的载荷和边界约束。
COMSOL分块网格划分技术
目录1 简介 (2)2 SolidWorks基本操作和多实体 (3)基本的特征建模（自底向上的方式）。
(3)SolidWorks多实体的概念和布尔运算工具。
(7)SolidWorks的曲面实体工具。
(12)SolidWorks的曲线工具。
(13)3 SolidWorks多实体模型导入COMSOL划分网格 (18)实例1：椭球模型的分块技术和网格划分。
(18)步骤（1）首先，建立切割表皮实体。
(20)步骤（2）接下来，使用多实体作为工具切割椭球。
(24)步骤（3），建立面实体来把芯部分成多段。
(25)步骤（4），导入椭球体多实体模型。
(27)步骤（5）接下来，可以进入网格模块创建扫掠网格。
(28)实例2：球头状油缸头模型的分块技术和网格划分。
(30)步骤（1）模型整体分段。
(30)步骤（2）用放样实体切出相贯区域。
(33)步骤（3）切出芯部区域。
(34)步骤（4），COMSOL里面的导入和开始网格划分工作。
(37)步骤（5），设置网格序列。
(38)步骤（6），这些网格序列设置满意后，经过镜像操作，完成全模型网格。
(40)4 总结 (40)1 简介使用过多个有限元软件的人都感受得到，每个有限元软件几乎都有自己的一套使用习惯或惯用技法，又或者叫做使用文化。
在COMSOL使用文化中，COMSOL有个鲜明的特色就是参数化扫描分析功能——对模型的多个变量进行求解，这自然要求几何模型采用COMSOL自带的几何建模功能，以便于对几何特征进行参数化。
这样子建模对于几何结构简单的精细化研究特别有用。
然而对于工程分析来说，几何模型一般是非常复杂的，采用COMSOL建立参数化几何模型可能会变得不实际。
这在其他偏工程应用的有限元软件中体现得特别明显——其他常常用于工程的有限元软件惯用技法是采用CAD软件建立几何模型，导入到有限元软件建立网格模型和力学模型，甚至网格模型和力学模型都采用第三方软件进行，而把有限元软件仅作为求解器。
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-图文
第3章网格划分技术及技巧-图文创建几何模型后，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。
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。
KNUM---要定义的KEYOPT顺序号。
VALUE---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。
Flow_Simulation_网格划分技术简介
Flow Simulation的网格技术Flow Simulation是以SolidWorks作为平台的CFD分析软件，它与其他主流的CFD分析软件一样，采用有限体积法。
即将计算区域划分为一系列不重复的控制体积，并使每个网格点周围有一个控制体积；将待解的建立在流体动力学现象的微分方程对每一个控制体积积分，便得出一组离散方程。
这个控制体积可以简单的理解为网格。
划分网格是CDF分析中比较关键的一步，它关系到分析结果的精度。
这就值得我们去讨论Flow Simulation的网格技术了。
一 网格的要求和选择我们在做任何CFD分析，都要对计算区域进行离散，即划分网格。
网格是CFD 模型的几何表达形式，也是模拟与分析的载体。
网格质量对CFD计算精度和计算效率有很大的影响。
因此，我们对网格的划分要有足够的关注。
1 网格排列网格分为结构网格和非结构网格两大类。
结构网格即网格中节点排列有序、邻点间的关系明确，如图1所示。
图1 结构网格与结构网格不同，在非结构网格中，节点的位置无法用一个固定的法则予以有序地命名。
图2是非结构网格示例。
这种网格虽然生成过程比较复杂，但却有着极好的适应性，尤其对具有复杂边界的流场计算问题特别有效。
非结构网格一般通过专门的程序或软件来生成。
另外，在某一区域内结构化网格与其它结构化网格以某种方式结合的网格，这种网格成为部分非结构化网格。
图2 非结构网格2 网格单元的分类单元是构成网格的基本元素。
在结构网格中，常用的2D网格单元是四边形单元，3D网格单元是六面体单元。
而在非结构网格中，常用的2D网格单元还有三角形单元，3D网格单元还有四面体单元和五面体单元，其中五面体单元还可分为棱锥形（或楔形）和金字塔形单元等。
图3和图4分别示出了常用的2D和3D网格单元。
图3 常用的2D网格单元图4常用的3D网格单元另外，立方体形式的六面体网格，其网格面与笛卡儿坐标系中的X、Y、Z 轴相平行。
而这种网格经过某种扭曲后，可以很好的跟物体表面贴合。
ansys软件的网格划分技术
关于ansys软件的网格划分技术众所周知，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复杂几何模型网格划分技术
网络划分的一点体会-映射网格划分技巧9. 将 SOLID95单元转变为 SOLID92单元:–Main Menu > Preprocessor > -Meshing - Modify Mesh > Change Tets ...10. 选择并画出 SOLID95 四面体单元:–Utility Menu > Select > Entities ...选择“Elements”, “By Attributes”, “Elemtype num”GUI: Main Menu>Preprocessor>-Meshing-Mesh>-VolumeSweep-Sweep Opts6使用extrude命令直接拉伸面网格得到体网格（类似于sweep）定义面单元和体单元类型（注意此时的两种单元要匹配），给面划分网格，使用operate——extru——elem ext opts在列表的type中选择定义好的体单元类型，在mat中选择相应材料等等，一定要在VAL1中填入拉伸的等分，否则不能拉伸成为有限元模型，modeling ——operate——extrude——area——along——normal（也可以是其他）选择要拉伸的有限元面，在dist输入拉伸长度。
注意：用此法划分完网格后要删除体中那个拉伸面的面网格，避免网格重复，使用meshing——clear——areas。
直接通过建立节点，单元建立有限元模型。
1. 通过 crete——elment——element attribute 分配属性通过 crete——elment——auto numbered——thru node 选择响应节点构成单元2.在已存在的选中单元的自由表面覆盖新单元，选中的单元是由所选的节点决定的，而不是单元，如同将压力加载节点上而不是单元上。
定义面单元（表面效应单元表面接触单元）sruf151或152等等，通过select选取符合要求的表面节点，在通过crete——elemen——default attribute分配属性，然后通过creat——element——surf/contact中的响应选项你可以把模型的几个面连接起来，使模型满足映射网格划分的条件连接面的命令：ACCAT，面相加的命令：AADDDGUI方式：Preprocessor|Meshing|Concatenate|AreasPreprocessor|Modeling|Operate|Booleans|Add|A reas网络, 网格, 技巧, 映射, 体会面映射网格包括全部是四边行单元或全部是三角形单元。
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·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.3.当您为实体划分网格时, 它的属性将自动转换到单元上.使用总体的属性设置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Global后按SET 键.–在“网格划分属性”对话框中激活需要的属性组合. 这些被视为激活的TYPE, REAL,和MAT 设置.或使用TYPE, REAL, 和MAT命令.3.仅对使用上述设置属性的实体划分网格.修改单元属性1.定义所有需要的单元类型,材料, 和实常数.2.激活需要的TYPE, REAL, 和MAT设置的组合:–Preprocessor > -Attributes-Define > Default Attribs...–或使用TYPE, REAL,和MAT命令3.仅修改使用上述设置属性的单元的属性:–使用EMODIF,PICK命令或选择Preprocessor > Move/Modify > -Elements-Modify Attrib–拾取需要的单元4.在后续的对话框,将属性设置为“All to current.”牢记以下几点:·您可以激活属性编号校核单元属性:–Utility Menu > PlotCtrls> Numbering–或用/PNUM,attr,ON命令,attr可以是TYPE, MAT, 或REAL·在实体模型上直接指定属性将不考虑缺省属性.·在实体模型上指定属性, 您可以避免在网格划分操作中重新设置属性. 由于ANSYS 的网格划分算法在一次对所有实体进行网格划分时更为有效,因而这种方法更为优越.·清除实体模型上的网格将不会删除指定的单元属性.B. 控制网格密度·ANSYS 提供了多种控制网格密度的工具, 既可以是总体控制也可以是局部控制: –总体控制·智能网格划分·总体单元尺寸·缺省尺寸–局部控制·关键点尺寸·线尺寸·面尺寸智能网格划分·通过指定所有线上的份数决定单元的尺寸, 它可以考虑线的曲率, 孔洞的接近程度和其它特征, 以及单元阶次.·智能网格划分的缺省设置是关闭, 在自由网格划分时建议采用智能网格划分。
它对映射网格划分没有影响. (自由网格划分与映射网格划分将在后面讨论.) ·使用智能网格划分:–导出MeshTool菜单条(Preprocessor > MeshTool), 打开智能网格划分, 设置需要的尺寸级别.·或使用SMRT,level命令·尺寸级别的范围从1 (精细) 到10 (粗糙). 缺省级别为6.–对所有体(或所有面)一次划分网格, 将优越于一个一个地划分网格.·如图所示为采用不同的SmartSize尺寸级别进行四面体网格划分的例子.·高级的SmartSize控制, 如网格扩张和过渡系数在SMRT命令(或Preprocessor > -Meshing-Size Cntrls> -SmartSize-Adv Opts...)中提供.·您可以使用MeshTool菜单条或采用smrt,off命令关闭智能网格划分.总体单元尺寸·您可以为整个模型指定最大的单元边长(或每条线的份数):–ESIZE,SIZE–或Preprocessor > MeshTool> “Size Controls -Global”[Set]–或Preprocessor > -Meshing-Size Cntrls> -Global-Size·可单独使用或与智能网格划分联合使用.–单独使用ESIZE (智能网格划分关闭) 将采用相同的单元尺寸对体(或面) 划分网格.–在智能网格划分打开时, ESIZE 充当“向导,”但为了适应线的曲率或几何近似指定的尺寸可能无效.缺省尺寸·如果您不指定任何控制, ANSYS 将使用缺省尺寸, 它将根据单元阶次指定线的最小和最大份数, 表面高宽比等.·用于映射网格划分, 但在智能网格划分关闭时, 自由网格划分也可使用.·您可以采用DESIZE命令或Preprocessor > -Meshing-Size Cntrls> -Global-Other 调节缺省的尺寸规格.关键点尺寸·通过关键点控制单元尺寸:–Preprocessor > MeshTool> “Size Controls: Keypt”[Set]–或KESIZE命令–或Preprocessor > -Meshing-Size Cntrls> -Keypoints-不同的关键点可以不同的KESIZE, 为您在网格上有更多的控制.·对应力集中区域非常有用.·智能网格划分打开时,为了适应线的曲率或几何近似指定的尺寸可能无效.线尺寸·控制线上单元尺寸:–Preprocessor > MeshTool> Size Controls: Lines [Set]–或LESIZE命令–或Preprocessor > -Meshing-Size Cntrls> -Lines-不同的线可以有不同的LESIZE.·指定尺寸可以是“硬的”或“软的.”–“硬的”尺寸即使在智能网格划分打开时也将被网格划分器采用. 在所有其它尺寸控制最优先.–“软的”尺寸在智能网格划分打开时可能无效.·您也可以指定一个边长比例—最后一个分割与第一个分割的比率. 使网格偏向线的一端或中间.面尺寸·在面的内部控制单元尺寸:–Preprocessor > MeshTool> “Size Controls: Areas”[Set]–或AESIZE命令–或Preprocessor > -Meshing-Size Cntrls> -Areas-不同的面可以有不同的AESIZE.·面与面的交线仅在未指定LESIZE 或KESIZE且邻近无尺寸更小的面时使用指定尺寸.·智能网格划分打开时,为了适应线的曲率或几何近似指定的尺寸可能无效.·演示:–恢复ribgeom.db–用SMRT,6 划分网格. (并非很好的网格)–用SMRT,3 重新划分网格(好的网格)–将ESIZE设为0.2后重新划分网格. 由于智能网格划分器考虑了ESIZE ,即使SMRT 设为3, 网格也变得很粗糙. 同时注意单元尺寸并不相同(因为SMRT 为打开状态).–关闭SMRT重新划分网格.单元尺寸现在完全相同.C. 改变网格·如果划分的网格不满意, 您总可以通过以下步骤重新划分网格:1.清除网格.·clear操作网格划分的逆操作: 它将删除节点和单元.·使用在MeshTool中得[Clear]按钮, 或使用VCLEAR, ACLEAR, 等.(若您在使用MeshTool, 您可以跳过这一步,因为程序将在执行第3步时提示您是否清除网格)2.指定新的或不同的网格控制.3.再次划分网格.·另一个网格划分选项是在指定的区域refine(细化)网格.–对所有的面单元和四面体体单元有效.–简易的方法是使用MeshTool:·存储数据库.·选择您想要细化的区域—在节点, 单元, 关键点, 线, 或面—按Refine键. ·拾取您想要细化的实体. (若选择“All Elems不必执行此操作.”)·选择细化的尺寸级别. 级别1 (最小细化) 是一个好的起点.D. 映射网格划分·有两种主要的网格划分方法: 自由划分和映射划分.·自由划分–无单元形状限制.–网格无固定的模式.–适用于复杂形状的面和体.·映射划分–面的单元形状限制为四边形,体的单元限制为六面体(方块).–通常有规则的形式,单元明显成行.–仅适用于“规则的”面和体, 如矩形和方块.自由网格+易于生成; 不须将复杂形状的体分解为规则形状的体.–体单元仅包含四面体网格, 致使单元数量较多.–仅高阶(10-节点) 四面体单元较满意,因此DOF(自由度)数目可能很多.映射网格+通常包含较少的单元数量.+低阶单元也可能得到满意的结果,因此DOF(自由度)数目较少.–面和体必须形状“规则”, 划分的网格必须满足一定的准则.–难于实现, 尤其是对形状复杂的体.生成自由网格·自由网格是面和体网格划分时的缺省设置.·生成自由网格比较容易:–导出MeshTool工具, 划分方式设为自由划分.–推荐使用智能网格划分进行自由网格划分, 激活它并指定一个尺寸级别. 存储数据库.–按Mesh按钮开始划分网格.·按拾取器中[Pick All]选择所有实体(推荐).–或使用命令VMESH,ALL或AMESH,ALL.生成映射网格·由于面和体必须满足一定的要求,生成映射网格不如生成自由网格容易:–面必须包含3 或4 条线(三角形或四边形).–体必须包含4, 5, 或6 个面(四面体, 三棱柱, 或六面体).–对边的单元分割必须匹配.·对三角形面或四面体, 单元分割数必须为偶数.·对四边形面或六面体, 允许采用不等的分割, 如下面的例子所示, 但分割数必须满足一个关系式(见下页).·因此,映射网格划分包含以下三个步骤:–保证“规则的”形状, 即, 面有3 或4 条边, 或体有4, 5, 或6 个面.–指定尺寸和形状控制–生成网格保证规则的形状·在许多情况下, 模型的几何形状上有多于4条边的面,有多于6个面的体. 为了将它们转换成规则的形状, 您可能进行如下的一项或两项操作:–把面(或体) 切割成小的, 简单的形状.–连接两条或多条线(或面) 以减少总的边数.·切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.–有时, 生成一条新的线或面会比移动或定向工作平面到正确的方向容易得多.·连接操作是生成一条新线(为网格划分) ,它通过连接两条或多条线以减少构成面的线数.–使用LCCAT命令或Preprocessor > -Meshing-Concatenate > Lines,然后拾取须连接的线.–对面进行连接, 使用ACCAT命令或Preprocessor > -Meshing-Concatenate > Areas·您也可以简单地通过一个面上的3个或4个角点暗示一个连接. 此时, ANSYS 内在地生成一个连接.–在MeshTool中选择Quad shape和Map网格.–将3/4 sided变为Pick corners.–按Mesh 键, 拾取面, 然后拾取3 或4 角点形成一规则的形状.·使用连接时注意:–它仅仅是一个网格划分操作,因而应为网格划分前的最后一步, 在所有的实体建模之后. 这是因为，经连接操作得到的实体不能在后续的实体建模操作中使用.–可以通过删除产生的线或面“undo(取消)”一个连接.–连接面(为在体上映射网格) 通常比较复杂,因为您也应该连接一些线. 只有在对相邻的两个4边形面作连接时其中的线会自动连接.–若两条线或两个面相切交汇可考虑用加(布尔) 运算.指定尺寸和形状控制·这是映射网格划分3个步骤中的第2步.·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Map.·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.)·若您指定线的分割数, 切记:–对边的分割数必须匹配, 但您只须指定一边的分割数. 映射网格划分器将把分割数自动传送到它的对边.–如果模型中有连接线, 只能在原始(输入)线上指定分割数,而不能在合成线上指定分割数.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.·问题:为划分映射网格您将如何切割这个模型?·答案:不值得费力!E. 过渡网格划分·对体划分网格, 至今我们已见了两种选择:–自由网格划分, 生成一个全四面体网格. 这很容易实现但在某些情况下并不令人满意,.–映射网格划分, 生成一个全六面体网格. 这一方法令人满意但通常很难实现.·Hex-to-tetmeshing提供了第三种选择,它“集两家之长.”将四面体和六面体网格很好地结合起来而不破坏网格的整体性.·这一选择是在六面体单元和四面体单元间的过渡区生成金字塔形单元，要求：–必须有六面体网格(至少在交界面上有四边形网格).–网格划分器首先生成四面体单元, 然后通过组合或重新组织过渡区的四面体单元形成金字塔形单元.–仅适用于既支持金字塔形又支持四面体形状的单元类型, 例如:·结构单元SOLID95, 186, VISCO89·热单元SOLID90·多物理场单元SOLID62, 117, 122SOLID95–即使在过渡区结果也会很好. 即使是从线性六面体单元向二次四面体单元过渡,单元表面都是协调的.–过渡网格对二次-到-二次和线性-到-二次的过渡都是有效的. 后者的单元类型必须支持9-节点金字塔单元.过程包括四个步骤:1.生成六面体单元.–由对规则形状体划分映射网格开始. (或对交界面划分四边形网格.)–对于应力分析, 既可采用8-节点块体单元(SOLID45 或SOLID185) 也可用20-节点块体单元(SOLID95 或SOLID186).2.激活既支持金字塔单元又支持四面体单元的单元类型.–这些单元类型的块体单元通常可退化为金字塔单元或四面体单元. 检查在线的单元手册,查看哪些单元类型有效.–例如:·结构单元SOLID95, 186, VISCO89·热单元SOLID90·多物理场单元SOLID62, 117, 1223.生成四面体单元.–首先激活自由网格划分.–然后划分那些要生成四面体单元的体.在分界面上会自动生成金字塔单元.4.将退化的四面体单元转换成真实的10-节点四面体单元.–由转换网格生成器生成的四面体网格由退化单元组成—如从20-节点块体单元导出的10-节点四面体单元.–这些单元不如真实的10-节点四面体单元(如SOLID92)有效, 它求解过程中使用较少的内存,写较小的文件.–为了将退化的四面体单元转换成真实的四面体单元,采用:·Preprocessor > -Meshing-Modify Mesh > Change Tets...·或使用TCHG命令.F. 网格拖拉·当把一个面拖拉成一个体时, 您可以将面上的网格随同它一起拖拉, 得到一个已网格化的体. 这称为网格拖拉.·优点:易于生成带有块体单元(六面体)或块体单元和棱柱体单元组合的体网格.·必要条件: 体的形状必须允许它拖拉.步骤1.定义两种单元类型—一种面单元和一种体单元.–面单元:选择MESH200 四边形单元. MESH200 是一种仅划分网格(不求解)的单元没有与之相关的自由度或材料特性–体单元:应与MESH200 单元类型匹配. 例如, 若您选择的MESH200单元有中间节点, 那么3-D 实体单元也应有中间节点.–ET命令或Preprocessor > Element Type > Add/Edit/Delete2.用MESH200单元划分需拖拉的面.–使用需要的映射划分或自由划分网格密度.–Preprocessor > MeshTool3.选定单元拖拉选项.–EXTOPT命令或Preprocessor > Operate > Extrude > ElemExt Opts–典型的选项是:·激活TYPE 属性(应为3-D 实体).·在拖拉方向单元的份数(即,厚度方向的单元数). 必须大于零; 否则, 仅拖拉面,而不拖拉网格.4.拖拉面.–若有连接线,先删除它. 如果存在连接, ANSYS 将不允许进行拖拉操作.·Preprocessor > -Meshing-Concatenate > -Del Concats-Lines–然后利用任一种拖拉方法拖拉面.G. 扫掠划分·扫掠划分是另一种为体划分网格的选择. 它是一个通过扫掠面上的网格从而为一个已有的体划分网格的过程.·与网格拖拉相似, 只是在这一情况下体必须是存在的(如通过几何体的输入).·优点:–易于生成带有块体单元(六面体)或块体单元和棱柱体单元组合的体网格.–对体进行四面体网格划分时,选项设置是“不可扫掠的.”自动生成过渡金字塔网格. ·必要条件:–体在扫掠方向的拓扑结构必须一致. 例如: 穿孔的块体(即使孔洞是锥体).–源面和目标面必须是单个面. 而不允许是连接面.步骤·定义并激活一个3-D 六面体实体单元类型, 如结构单元SOLID45 或SOLID95.·进入MeshTool选择Hex/Wedge和Sweep.·选择如何识别源面和目标面:–“Auto Source/Target”选项意味着ANSYS 会根据体的拓扑结构自动选择它们.–“Pick Source/Target”选项意味着您要选择它们.·按SWEEP键,遵照拾取器后续的提示指令完成划分. (或使用VSWEEP命令.)四面体网格划分选项·在不可采用扫掠划分的体中生成四面体网格是一个十分有用的扫掠选项.·为使用此选项:–确信单元类型支持退化的金字塔和四面体形单元,如:·结构单元SOLID95, 186, VISCO89·热单元SOLID90·多物理场单元SOLID62, 117, 122–选择Preprocessor > -Meshing-Mesh > -Volume Sweep-Sweep Opts 并激活四面体网格划分. (或使用EXTOPT,VSWE命令.)注意·对一个复杂形体进行映射网格划分, 您需要对它做多次切割,做一些连接面或连接线. 若采用扫掠划分, 您只需做几次切割操作, 而不需连接操作!·您可以利用标准的网格控制来确定源面的网格. 一般不提倡使用智能网格划分,因为它是用于自由网格划分.。