理、结构化和非结构化的有限元网格生成以及结果的图形展示。.pdf
2024版JMAG标准培训教材(PDF4)
JMAG标准培训教材(PDF4)目录CONTENCT •JMAG软件概述•电磁场分析基础•建模与网格划分技巧•求解器设置与运行参数调整•后处理与结果可视化•应用实例与案例分析01JMAG软件概述软件背景及发展历程创立背景JMAG软件是由日本JSOL公司开发的一款电磁场分析软件，旨在为用户提供高效、精确的电磁场仿真解决方案。
发展历程自创立以来，JMAG软件不断更新迭代，逐渐发展成为全球领先的电磁场分析软件之一，广泛应用于电机、电器、电磁铁等领域的研发和设计过程中。
主要功能与应用领域主要功能JMAG软件具有强大的电磁场分析能力，可以进行静态、瞬态、谐波等多种电磁场仿真分析，同时支持多物理场耦合分析，如电磁热耦合、电磁结构耦合等。
应用领域JMAG软件广泛应用于电机、电器、电磁铁等电磁设备的研发和设计过程中，如电动汽车电机、家用电器电机、传感器、电磁阀等。
版本更新与新增功能版本更新JMAG软件不断更新迭代，每个新版本都会修复之前版本存在的问题，并增加新的功能和优化算法，提高软件的性能和易用性。
新增功能近年来，JMAG软件新增了多种功能，如自动化优化设计、多物理场耦合分析、云计算支持等，进一步提高了软件的实用性和先进性。
同时，JMAG软件还加强了与其他软件的集成和兼容性，如与CAD软件的接口集成，方便用户进行模型导入和导出。
02电磁场分析基础电磁场理论简介麦克斯韦方程组阐述电场和磁场之间内在联系的基本方程，包括高斯定律、高斯磁定律、法拉第电磁感应定律和安培环路定律。
电磁波传播探讨电磁波在自由空间及有耗媒质中的传播特性，如传播速度、衰减常数、相位常数等。
边界条件分析电磁场在不同媒质分界面上的行为，如反射、折射和透射等现象。
有限元法与边界元法原理有限元法将连续求解域离散为有限个单元的组合体，通过求解每个单元的近似解来逼近整个求解域的解。
该方法适用于复杂形状和边界条件的求解。
边界元法将求解域边界离散为有限个单元，通过求解边界上的积分方程得到整个求解域的解。
有限元网格划分(讲稿) 27页PPT文档
Surface 采 用quad
Face 采用 quad
通过 sweep quad 创建Hex
Associated points 用于网格生成 Points 可 associated 于 curve 、 surface 硬点布置受global model tolerance 限制 被关联几何网格生成亦受限制 仅应用于 Paver 关联点亦可给被关联去除
在线curve或边edge上设置mesh seed 用以控制欲建模型的元素数目 与大小。
mesh seed 也用于调整网格密度 MSC.Patran 提供多种方法产生 seed
Uniform seed bias (等间隔) Non-uniform seed bias (不等间隔) Curve based seeding (依曲线参数而定) Tabular (列表输入) PCL function (PCL函数)
性，可进行parasolid 装配
有限元网格划分基础
ISOMESH 与 TETMESH的区别
由原丝体创建简单体 用Isomesh 划网格 附加工作多，但可使用hex
元素
Parasolid 体（复杂体）
简单体分割
对 parasolid 体直接划mesh
有限元网格划分基础
左图是一个硬点的
例子。说明了硬点 与网格之间的关系
硬线用于面网格生成 硬线布置受global model tolerance 限制 被关联几何网格生成亦受限制 硬线本身可加mesh seeded 仅应用于 Paver 关联线亦可给被关联去除
有限元网格划分基础
IsoMesher 可用于参数体
有限元网格划分基础
Mirror Plane
通过Create/Element/Edit菜单可以手动创建单元 需要注意的是：
10第十讲 非结构网格生成方法
非网格生成原理非结构网格的生成，以二维三角形网格为例•Voronoi 图，又叫泰森多边形或Dirichlet 图，它是由一组由连接两邻点直线的垂直平分线组成的连续多边形组成。
Voronoi 图3V4、v6、v8、v7、v5组成的多边形内的点到7点的距离最小(相对于其它1、2、…)。
由这些多边形组成的图为Voronoi图•Voronoi图定义是：假设V＝(v1,v2,…..,vn)，N＞3是欧几里德平面上的一个点集，并且这些点三点不共线，四点不共圆。
用d(vi，vj)表示点vi，vj间的欧几里德距离。
设x为平面上的点，则区域V(i)=(xE2|d(x,vi)<=d(x,vj),j=1,2,….,N, ji)称为Voronoi多边形(V—多边形)。
各点的V－多边形共同组成Voronoi图。
Voronoi 图和Delaunay 三角网Delaunay三角网•Delaunay三角网的定义是：有公共边的Voronoi 多边形称为相邻的Voronoi多边形。
连接所有相邻的Voronoi多边形的生长中心所形成的三角网称为Delaunay三角网。
•Delaunay三角网是Voronoi图的伴生图形Delaunay三角形（粗线）和V oronoi多边形（细线）5Delaunay三角网与Voronoi图Delaunay三角网的唯一性；没有任何其它三角形顶点在三角形的外接圆内部，反之，如果一个三角网满足此条件，那么它就是Delaunay三角网； Delaunay三角网中的三角形最接近于等边三角形Delaunay三角网有以下特性：Delaunay三角网的特性（空外接圆）•空外接圆性质：在由点集V所形成的Delaunay三角网中，其每个三角形的外接圆均不包含点集V中的其它任意点；•空外接圆性质也称为circle准则，是点集中每三个点所构成的三角形成为Delaunay三角形的充要条件。
空外接圆特性circle 准则示意图,图(b)正确Delaunay三角网更接近于等边三角形•最大的最小角度性质：在由点集V 所能形成的三角网中，Delaunay 三角网中三角形的最小角度是最大的。
结构化网格和非结构化网格
结构化网格和非结构化网格结构化网格只包含四边形或者六面体，非结构化网格是三角形和四面体。
结构网格在拓扑结构上相当于矩形域内的均匀网格，器节点定义在每一层的网格线上，且每一层上节点数都是相等的，这样使复杂外形的贴体网格生成比较困难。
非结构网格没有规则的拓扑结构，也没有层的概念，网格节点的分布是随意的，因此具有灵活性。
不过非结构网格计算的时候需要较大的内存。
非结构网格不利之处就是不能很好地处理粘性问题，在附面层内只采用三角形或四面体网格，其网格数量将极其巨大。
现在比较好的方法就是采用混合网格技术，即先贴体生成能用于粘性计算的四边型或三棱柱网格，然后以此为物面边界，生成三角形非结构网格，但是生成复杂外型的四边形或三棱柱网格难度很大。
在物面附近，非结构网格方法，特别是对于复杂外形如凹槽、细缝等处难以处理。
到空间网格的质量，几何外形特性相适应，为了更好地适应其中一方面，有时不得不在另一方面做出让步，因而往往顾此失彼。
计算精度，主要在于网格的质量（正交性，长宽比等），并不决定于拓扑（是结构化还是非结构化）。
采用结构化网格还是非结构化网格，主要看解决什么问题，如果是无粘欧拉方程的话，只要合理布局，结构和非结构都能得到较为理想的结果。
但如果涉及到粘性影响的话，尤其在壁面处，结构网格有一定优势，并且其对外形适应性差的缺点，也可以通过多块拼接网格解决。
目前有的非结构网格软件，也开始借鉴结构网格，如cfx的壁面加密功能。
网格节点走向（这里假设计算过程中物理量定义在网格节点上）贴近流动方向，那么计算的结果就要好一些。
对于不是非常复杂的流动。
例如气体的喷管流动，使用四边形（二维）网格就比三角形网格要好。
不过即便是四边形网格，fluent 也是按照无结构网格进行处理的。
主要是看流向是否与网格平行如果是平行的则计算中不容易出现假扩散，计算的结果就好，但是成角度的时候计算的结果搞不好就有扩散现象，所以不在于结构和非结构。
非结构和结构网格的计算结果如何取决于算法。
有限元网格图形处理技术及计算结果的可视化
有限元网格图形处理技术及计算结果的可视化
余卫平
【期刊名称】《计算机辅助设计与图形学学报》
【年(卷),期】2003(015)012
【摘要】针对有限元分析中图形处理和计算结果的可视化问题,提出三维有限元网格图形的快速形成以及高效消隐方法 .基于这种思路,将所有有限元后处理图形在单元面上实现,有效地避免了烦琐的后处理图形的形成和消隐问题;并提出了形成和绘制诸如空间等值线、矢量图形、位移示意图以及塑性区分布图形等复杂的空间的后处理图形的方法;给出了程序的算法流程和应用实例.
【总页数】5页(P1561-1565)
【作者】余卫平
【作者单位】中国水利水电科学研究院岩土工程研究所,北京,100044
【正文语种】中文
【中图分类】TB115
【相关文献】
1.有限元分析计算结果的计算机图形可视化显示 [J], 范彦斌;杨彭基
2.有限元分析计算结果的计算机图形可视化显示 [J], 鲁英春
3.有限元分析计算结果的计算机图形可视化显示 [J], 鲁英春;
4.关于举办2017全国图像图形处理技术应用大会暨2017中国图像图形处理技术工程师年会的通知 [J], 无
5.三维有限元网格图形的剖切及场变量可视化 [J], 张存生;赵国群;虞松;高军
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序号仪器名称单位需购数量主要参数主要功能（5）数据可自定义1秒到24小时的采样频率；（6）2组LED状态指示灯,显示系统运行及通讯状态；（7）2个RS232串口，支持USB扩展；1个10/100Mbps以太网端口；2个USB端口；（8）4个0-2Vdc模拟输出；4个开路输出；支持4个可编辑短信事件报警（9）支持PC，以太网，RS232/RS-485,无线适配器,无线电,GSM/GPRS/UMTS,卫星通讯；（10）低能耗<4mW；（11）*设置通过无线方式自动上传所有测量数据到物联网数据获取与处理系统软件平台；（12）32M内存，最大可扩展到4G扩展通道16个模拟通道，2个数字通道，2个事件通道3通用传感器3.1空气温湿度传感器温度范围：-50~70℃；温度精度：±0.1℃*湿度范围：0~100%；湿度精度：1.5%(5~95%,23°C)，2%(<5,>95%,23°C)3.2净辐射波长范围：0.3-60nm测量范围：0-2000w/m2精度：≤5%3.3三维风速风向风速测量范围：0~60m/s精度：≤1.5%(0~20m/s)分辨率：≤0.01m/s启动风速：≤0.01m/s风向测量范围：0~359°序号仪器名称单位需购数量主要参数主要功能精度：±2°(0~25m/s)分辨率：≤1°工作温度：-40~70℃3.4总辐射传感器波长范围：305~2800nm测量范围：0-2000W/m2非线性错误：±1.2W/m2线性错误：<±2%(1000W/m2)*标准：一级WMO（ISO9060）3.5植物茎流传感器测量参数：探头内四个电压信号，用以计算绝对茎流值1)每小时蒸腾速率2)每天蒸腾速率3)整个植株水分茎流量;4)整个作物蒸腾量2.探头类型测量植株直径范围1)SGB9-WS8-12mm2)SGA10-WS9-13mm3.6叶温传感器测量范围：-20℃到+60℃，精度：0.1℃3.7植物茎杆变化传感器测量范围：5-25mm3.8土壤水分感器测量范围：0～100%vol序号仪器名称单位需购数量主要参数主要功能测量精度：±3%输出信号：0～1.2V3.9土壤温度传感器测量范围：-20℃到+60℃精度：±0.125℃输出：热电阻3.10土壤热通量传感器感应元件：thermopile测量范围：<2000W/m2精度：±3%热漂移：小于2%（-10~40℃）热导率：0.5W/m℃工作温度：-40~80℃四数据传输GPRS数据无线传输：接口：DB9RS232/422；串行数据速率：110-57600b/s；SIM卡3V/5V；内嵌标准TCP/IP协议栈，数据永远在线；支持据名或IP访问中心。
有限元思路框图
i
y
m
· j
i
x
x
图2-1
4、单元内任意点的应变列阵 {} [x y xy]T
（2-4）
5、单元内任意点的应力列阵
{} [ x y xy ]T
y
m
· j
i
（2-5）
6、几何方程列阵
x
x
u , x
y
v , y
xy
u y
v x
将上式代入式（2-4）
{
}
u x
y
{} [x y xy]T （2-4）
（1）单元有几个位移函数
单元中任意一点有几个位移分量就有几个位移函数。 本单元中有u和v，与此相应，有2个位移函数；
（2）位移函数是坐标的函数
本单元的坐标系为：X、Y；
（3）位移函数中待定常数个数
待定常数个数应等于单元位移列阵中的位移分量数。以便用单 元位移确定位移函数中的待定常数。本单元位移列阵中有6个分量， 为了能把2个位移函数（u、v）和单元位移的6个分量联系起来，两 个位移函数中包含的待定常数一共应有6个。
cm
y) m ]
式中:
ai xj ym xm y j
bi y j ym
ci x j xm
(i, j, m) （2-17）
j mi
式（2-17）中（i、j、m）意指：按i、j、m依次轮换 下标，可得到aj、bj、cj～am、bm、cm。后面出现类似情况 时，照此推理。
式（2-17）表明： ai、bi、ci～am、bm、cm是单元三 个节点坐标的函数。
vi · u j uj
i
ui
x
a1、a2、…、a6——待定常数，由单元位移的6个分量确定。
结构化网格与非结构化网格比较
结构化网格与非结构化网格比较对于连续的物理系统的数学描述，如航天飞机周围的空气的流动，水坝的应力集中等等,通常是用偏微分方程来完成的。
为了在计算机上实现对这些物理系统的行为或状态的模拟，连续的方程必须离散化，在方程的求解域上（时间和空间）仅仅需要有限个点，通过计算这些点上的未知变量既而得到整个区域上的物理量的分布。
有限差分，有限体积和有限元等数值方法都是通过这种方法来实现的。
这些数值方法的非常重要的一个部分就是实现对求解区域的网格剖分。
网格剖分技术已经有几十年的发展历史了。
到目前为止，结构化网格技术发展得相对比较成熟，而非结构化网格技术由于起步较晚，实现比较困难等方面的原因，现在正在处于逐渐走向成熟的阶段。
下面就简要介绍一些这方面的情况。
从严格意义上讲，结构化网格是指网格区域内所有的内部点都具有相同的毗邻单元。
结构化网格生成技术有大量的文献资料[1,2,3,4]。
结构化网格有很多优点:1.它可以很容易地实现区域的边界拟合，适于流体和表面应力集中等方面的计算。
5.对曲面或空间的拟合大多数采用参数化或样条插值的方法得到，区域光滑，与实际的模型更容易接近。
它的最典型的缺点是适用的范围比较窄。
尤其随着近几年的计算机和数值方法的快速发展，人们对求解区域的复杂性的要求越来越高，在这种情况下，结构化网格生成技术就显得力不从心了。
代数网格生成方法。
主要应用参数化和插值的方法，对处理简单的求解区域十分有效。
同结构化网格的定义相对应，非结构化网格是指网格区域内的内部点不具有相同的毗邻单元。
即与网格剖分区域内的不同内点相连的网格数目不同。
从定义上可以看出，结构化网格和非结构化网格有相互重叠的部分，即非结构化网格中可能会包含结构化网格的部分。
非结构化网格技术从六十年代开始得到了发展,主要是弥补结构化网格不能够解决任意形状和任意连通区域的网格剖分的缺欠.到90年代时,非结构化网格的文献达到了它的高峰时期.由于非结构化网格的生成技术比较复杂,随着人们对求解区域的复杂性的不断提高,对非结构化网格生成技术的要求越来越高.从现在的文献调查的情况来看,非结构化网格生成技术中只有平面三角形的自动生成技术比较成熟（边界的恢复问题仍然是一个难题，现在正在广泛讨论）,平面四边形网格的生成技术正在走向成熟。
《有限元程序设计》课件
有限元程序设计的前景展望
广泛应用
随着计算机技术的不断发展，有 限元程序设计将在更多领域得到 广泛应用，为工程设计和科学研 究提供有力支持。
技术创新
未来有限元程序设计将不断涌现 出新的技术和方法，推动该领域 不断发展壮大。
国际化发展
随着国际化交流的加强，有限元 程序设计将实现国际化发展，推 动国际合作和共同进步。
求解
求解整体方程组得到近似解。
有限元方法的应用领域
01
02
03
04
结构力学
用于分析各种结构的力学行为 ，如桥梁、建筑、机械零件等
。
流体动力学
用于模拟流体在各种介质中的 流动行为，如流体动力学、渗
流等。
热传导
用于分析温度场在各种介质中 的分布和变化。
电磁场
用于分析电磁场在各种介质中 的分布和变化，如电磁场、电
磁波等。
02
有限元程序设计的关键技术
网格生成技术
网格生成技术是有限元分析中 的重要步骤，它涉及到将连续 的物理空间离散化为有限个小 的单元，以便进行数值计算。
网格的生成需要满足一定的规 则和条件，以保证计算的精度
和稳定性。
常见的网格生成方法包括结构 化网格、非结构化网格和自适 应网格等。
网格生成技术需要考虑的问题 包括网格大小、形状、方向和 连接方式等。
02
详细描述
弹性地基板的有限元分析是一 个二维问题，需要考虑复杂的 边界条件和非线性方程的求解 。通过将地基板划分为若干个 四边形单元，可以建立非线性 方程组进行求解。
03
计算过程
04
首先将地基板划分为若干个四边 形单元，然后根据每个单元的物 理性质和边界条件建立非线性方 程组。最后通过迭代方法求解非 线性方程组得到每个节点的位移 和应力。
有限元网格划分方法与基本原理
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是否直接关系到解算的效果。
本文简述了网格划分应用的基本理论，并以空间自由曲面覆盖件和大型整体网络钢筋壳体产品的有限元分析中的网格划分为实例对象，详细讲述了空间自由和三维实体的网格划分基本理论及其在工程中的实际应用，非常具有现实意义和借鉴价值。
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S oildWorks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。
2-3结构化网格和非结构化网格
结构化网格和非结构网格并不是以网格的形状来划分的
官方解释：网格区域内所有的内部点是否都具有相同的毗邻单元
本人解释：某个单元的计算结果是否决定了相邻单元的计算结果。
但是在ICEM中，结构化网格的形状只有四边形和六面体，而非结 构化网格则包含了以上所有的单元形状。 可以得出结论： 1：结构化网格一定是四边形和六面体，但是四边形和六面体不一定是结构化网格
2：三角形、四面体、棱柱一定是非结构化网格
3：四边形、六面体既可能是非结构化网格，也可能是结构化网格。
网格的划分操作
结构网格
非结构网格
混合网格，复杂网格
请
怎
听 后
么面
办
章 节
详
细
讲
解
结构化网格和非结构化网格
网格类型
• 二维网格类型： 四边形、三角形
网格类型
• 三维网格：四面体、六面体、三棱柱、金字塔等
结构网格和非结构网格
ICEM中结构网格和非结构网格究竟是什么？ 四边形和六面体就是结构网格？ 不一定 三角形、四面体、棱柱就一定是非结构网格吗？ 是的
why? resons?
hydrus水流与溶质运移模拟软件介绍
HYDRUS水流和溶质运移模拟软件介绍HYDRUS是一个运行于Windows系统下的环境模拟软件，主要用于变量饱和多孔介质的水流和溶质运移。
HYDRUS包括用于模拟变量饱和多孔介质下的水、热和多溶质运移的二维和三维有限元计算，包括一个参数优化算法，用于各种土壤的水压和溶质运移参数的逆向估计。
该模型互动的图形界面，可进行数据前处理、结构化和非结构化的有限元网格生成以及结果的图形展示。
HYDRUS一共五个版本，用户可以选择最适合自己版本。
用户可以选择局限于一般功能的二维应用（2D-Standard版本，与之前含有MeshGen-2D的Hydrus-2D功能一致）或者二维和三维应用（如3D-Standard 或3D-Professional）。
用户也可以选择相对简单的（二维直角几何图形—3D-Lite, 与之前不含MeshGen-2D的Hydrus-2D功能一致）或三维的几何立体图形– 3D-Lite）或更复杂的几何图形（用于普通二维几何图形的2D-Standard或在二维基础上以及分层三维的3D-Standard，以及用于普通三维几何图形的3D-Professional）。
用户也可以选择从低版本升级到高版本。
标准计算模型HYDRUS是模拟变量饱和多孔介质下的水、热和多溶质二维和三维运动的有限元计算模型。
HYDRUS数值求解饱和非饱和水流的Richards方程和热传递和溶质运移的对流扩散型方程。
水流方程包含一个下沉期，可导致植物根系吸水。
热传递方程考虑了水流传导和对流运动。
对流扩散的溶质运移方程的管理是一个非常普遍的形式，包括固体和液态非线性非平衡反应的规定以及液体和气体的线性平衡反应。
因此，不管是吸附溶质还是挥发溶质（如杀虫剂）都已经考虑到了。
溶质运移方程还包括了零阶生产的影响、其他溶质的独立一级降解以及一阶衰减和生产反应，以便提供连续一级链中溶质间所需的耦合。
运移模拟也会引起液相对流和扩散、气相扩散，因此次模型在液态和气态条件下可同时模拟溶质运移。
结构化网格和非结构化网格
结构化网格和非结构化网格结构化网格和非结构化网格1. 什么是结构化网格和非结构化网格1.1结构化网格从严格意义上讲，结构化网格是指网格区域内所有的内部点都具有相同的毗邻单元。
它可以很容易地实现区域的边界拟合，适于流体和表面应力集中等方面的计算。
它的主要优点是:网格生成的速度快。
网格生成的质量好。
数据结构简单。
对曲面或空间的拟合大多数采用参数化或样条插值的方法得到，区域光滑，与实际的模型更容易接近。
它的最典型的缺点是适用的范围比较窄，只适用于形状规则的图形。
尤其随着近几年的计算机和数值方法的快速发展，人们对求解区域的几何形状的复杂性的要求越来越高，在这种情况下，结构化网格生成技术就显得力不从心了。
1.2非结构化网格同结构化网格的定义相对应，非结构化网格是指网格区域内的内部点不具有相同的毗邻单元。
即与网格剖分区域内的不同内点相连的网格数目不同。
从定义上可以看出，结构化网格和非结构化网格有相互重叠的部分，即非结构化网格中可能会包含结构化网格的部分。
2.如果一个几何造型中既有结构化网格，也有非结构化网格，分块完成的，分别生成网格后，也可以直接就调入fluent中计算。
3.在fluent中，对同一个几何造型，如果既可以生成结构化网格，也可生成非结构化网格，当然前者要比后者的生成复杂的多，那么应该选择哪种网格，两者计算结果是否相同，哪个的计算结果更好些呢, 一般来说，结构网格的计算结果比非结构网格更容易收敛，也更准确。
但后者容易做。
影响精度主要是网格质量，和你是用那种网格形式关系并不是很大，如果结构话网格的质量很差，结果同样不可靠，相对而言，结构化网格更有利于计算机存储数据和加快计算速度。
结构化网格据说计算速度快一些，但是网格划分需要技巧和耐心。
非结构化网格容易生成，但相对来说速度要差一些。
4.在gambit中，只有map和submap生成的是结构化网格，其余均为非结构化网格。
采用分块网格划分的时候，在两个相邻块之间设置了connected，但是这两个块我要用不同尺寸的网格来划分。
有限元网格自动生成及图形显示程序
有限元网格自动生成及图形显示程序
林国裕
【期刊名称】《华侨大学学报（自然科学版）》
【年(卷),期】1991(012)004
【摘要】本文给出一个通用的二维有限元网格生成及图形显示程序.据此可将四边形超单元在等参变换基础上,划分成3结点三角形,4结点四边形,6结点三角形,6结点等参三角形和8结点等参四边形5种形式的单元组合,可得到单元结点的插值温度、厚度,可处理不同材料组成的结构,结点编码采用优化编码,自动显示生成的网格图形.
【总页数】6页(P464-469)
【作者】林国裕
【作者单位】华侨大学土木工程系
【正文语种】中文
【中图分类】TP3
【相关文献】
1.有限元网格自动生成研究及程序设计 [J], 兆文忠
2.基于C#和AutoCAD平面有限元网格自动生成程序开发 [J], 黄向东
3.通用程序图形自动生成系统GAUSS的开发与软总线体系结构 [J], 张继伦;张然
4.内外啮合斜齿轮三维有限元网格自动生成原理及其程序实现 [J], 刘更;沈允文
5.液晶显示模块应用讲座(十)——彩色STN图形液晶显示模块应用电路四、QPYD系列液晶显示控制板接口技术及测试程序 [J], 王学恩;左和祥
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《2024年有限元网格剖分与网格质量判定指标》范文
《有限元网格剖分与网格质量判定指标》篇一一、引言有限元分析（Finite Element Analysis, FEA）是工程领域中广泛使用的一种数值分析方法，它能够模拟复杂的物理现象和工程问题。
而有限元网格剖分作为有限元分析的基础，其质量和精度直接影响到分析结果的准确性。
因此，本文将重点探讨有限元网格剖分的过程以及网格质量判定指标，旨在为工程技术人员提供有益的参考。
二、有限元网格剖分1. 网格剖分流程有限元网格剖分流程包括以下步骤：问题定义、网格规划、几何模型构建、单元选择、剖分实现及质量控制。
首先，根据问题需求确定求解区域和边界条件；其次，根据问题特性和计算需求进行网格规划，如确定单元类型、尺寸等；然后，根据几何模型进行网格生成；接着，选择合适的单元类型进行剖分；最后，对生成的网格进行质量控制和优化。
2. 网格类型与单元选择有限元网格的类型主要包括结构化网格和非结构化网格。
结构化网格具有较好的规则性和连续性，适用于规则的求解区域；而非结构化网格则具有较强的适应性和灵活性，适用于复杂的几何模型。
在单元选择方面，常用的单元类型包括四边形单元、三角形单元、六面体单元等。
不同类型的单元具有不同的精度和计算效率，需要根据具体问题选择合适的单元类型。
三、网格质量判定指标网格质量是影响有限元分析结果的重要因素。
为了确保分析结果的准确性，需要采用一系列的网格质量判定指标来评估网格的质量。
以下是一些常用的网格质量判定指标：1. 单元形状质量指标单元形状质量指标用于评估单元的形状是否符合要求。
常见的单元形状质量指标包括面积比、角度比等。
这些指标可以反映单元的形状是否过于扭曲或狭长，从而影响计算的精度和稳定性。
2. 光滑性指标光滑性指标用于评估网格的光滑程度。
在剖分过程中，可能会产生一些尖锐的边缘或角落，这些都会影响分析结果的准确性。
光滑性指标可以通过计算单元间的连接性和相邻单元间的连续性来评估。
3. 雅可比矩阵条件数雅可比矩阵条件数用于评估网格的扭曲程度。
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序号仪器名称单位需购数量主要参数主要功能（5）数据可自定义1秒到24小时的采样频率；（6）2组LED状态指示灯,显示系统运行及通讯状态；（7）2个RS232串口，支持USB扩展；1个10/100Mbps以太网端口；2个USB端口；（8）4个0-2Vdc模拟输出；4个开路输出；支持4个可编辑短信事件报警（9）支持PC，以太网，RS232/RS-485,无线适配器,无线电,GSM/GPRS/UMTS,卫星通讯；（10）低能耗<4mW；（11）*设置通过无线方式自动上传所有测量数据到物联网数据获取与处理系统软件平台；（12）32M内存，最大可扩展到4G扩展通道16个模拟通道，2个数字通道，2个事件通道3通用传感器3.1空气温湿度传感器温度范围：-50~70℃；温度精度：±0.1℃*湿度范围：0~100%；湿度精度：1.5%(5~95%,23°C)，2%(<5,>95%,23°C)3.2净辐射波长范围：0.3-60nm测量范围：0-2000w/m2精度：≤5%3.3三维风速风向风速测量范围：0~60m/s精度：≤1.5%(0~20m/s)分辨率：≤0.01m/s启动风速：≤0.01m/s风向测量范围：0~359°序号仪器名称单位需购数量主要参数主要功能精度：±2°(0~25m/s)分辨率：≤1°工作温度：-40~70℃3.4总辐射传感器波长范围：305~2800nm测量范围：0-2000W/m2非线性错误：±1.2W/m2线性错误：<±2%(1000W/m2)*标准：一级WMO（ISO9060）3.5植物茎流传感器测量参数：探头内四个电压信号，用以计算绝对茎流值1)每小时蒸腾速率2)每天蒸腾速率3)整个植株水分茎流量;4)整个作物蒸腾量2.探头类型测量植株直径范围1)SGB9-WS8-12mm2)SGA10-WS9-13mm3.6叶温传感器测量范围：-20℃到+60℃，精度：0.1℃3.7植物茎杆变化传感器测量范围：5-25mm3.8土壤水分感器测量范围：0～100%vol序号仪器名称单位需购数量主要参数主要功能测量精度：±3%输出信号：0～1.2V3.9土壤温度传感器测量范围：-20℃到+60℃精度：±0.125℃输出：热电阻3.10土壤热通量传感器感应元件：thermopile测量范围：<2000W/m2精度：±3%热漂移：小于2%（-10~40℃）热导率：0.5W/m℃工作温度：-40~80℃四数据传输GPRS数据无线传输：接口：DB9RS232/422；串行数据速率：110-57600b/s；SIM卡3V/5V；内嵌标准TCP/IP协议栈，数据永远在线；支持据名或IP访问中心。
五野外套装（支架及供电单元）（1）约2米(可定制高度)安装支架套装（SUS304高质量不锈钢制，拉锁，避雷针，接地）（2）防水数采机箱（IP67防水等级，防水机箱）；（3）12V/60Ahs可充电电池；序号仪器名称单位需购数量主要参数主要功能（4）40W以上太阳能板及安装支架（5）光伏电压控制器（过充过载电源保护）六配置1.数据采集器1套2.扩展板2套3.野外套装1套4.数据无线传输模块1套5.空气温湿度传感器1套6.三维风速风向传感器1套7.总辐射传感器1套8.净辐射传感器1套9.包裹式茎流传感器3套10.植物茎秆直径变化测量传感器3套11.叶温传感器3套12.土壤水分传感器3套13.土壤温度传感器3套14.土壤热通量1套6植物茎流监测系统套11.数据采集器：标准15个模拟通道,可扩展到300个模拟输入；18位以上分辨率；采样频率：10ms到1day；支持多个SDI-12传感器网络；内存：128Mb以上；可进行数学、三角函数、比例及相关曲线、逻辑来计算模拟、数字通道的传感器的值；RS232接口，有PC进行数据通讯；U盘下载数据功能。
2.数据采集器扩展板模块：具有20个以上通用扩展通道，支持传感器类型与所连接主机相同3.野外安装套件：包括约2米安装支架套装，数采防护箱；电源供电系统,65Ahs,12v充电蓄电池组；20瓦以上太阳能板及安装支架，YZD-12N型光伏电压控制器，过充过载电源保护。
4.AVRDC双电压调节器：调压范围1.5-10V，每路5Ah5.包裹式茎流传感器：采用能量平衡原理，无损测量，无需校准，输入电压4V，典型功耗0.1W左右，热植物茎流计是野外快速定量分析植物根部和茎杆导水率的新工具，可以测量枝条、叶柄以及根系导水率，进行树体和农作物根系的压力分析，建立根茎水分传输模型和蒸腾模型等，是植物生理学家和农学家进行根茎生序号仪器名称单位需购数量主要参数主要功能电偶间距4mm，适用茎秆直径范围：8~12mm6.配置:1)数据采集器1套2)通道扩展模块1套2）AVRD电压调节器1套：可以调节输出电压；3)野外安装套装一套；4）茎流探头：包裹式茎流传感器≥20套；5）7.5m带接头线缆≥20根.长、植物蒸腾、植物茎流、植物与土壤水势以及土壤改良等方面研究的理想工具。
7土壤水分测定系统套51.数据采集器1.1标准6个通道，可扩展至16个模拟通道，4个数字通道；1.2可记录电压、电流、阻抗、记数、频率、通信状况等数据1.3最多可扩展到96个以上的测量通道；1.47个内置继电器,可单独程序控制供电2.土壤温度水分传感器土壤温度：±1℃分辨率：0.1℃范围：-40-60℃土壤水分:测量范围：0～100%vol；测量精度：±2%；输出信号：0～1.2V配置：数据采集器6套土壤温度水分传感器36套3、安装简单，6个传感器接口，METER传感器即插即用；4、内置GPS和大气压温度传感器；3、自带太阳能板，搭配可充电镍氢电池，不受供电限制；5、根据配置不同，可存储40,000到80,000+记录6、与ZENTRA云协作，可以通过互联网接入，实现实时数据查看。
也可以通过USB连接下载数据。
序号仪器名称单位需购数量主要参数主要功能10便携式土壤呼吸测量系统个11.应用及配置可在野外对土壤呼吸进行测定，获取土壤CO2和H2O通量，用于碳平衡、土壤微生物活性等研究领域2、技术参数*2.1CO2测量：非扩散红外分析器，测量范围：0-2000ppm，分辨率≤1ppm；*2.2H2O测量：0-75mbar，分辨率≤0.1mbar，双激光平衡，快速水汽压传感器2.3呼吸室温度：0-50℃，精度≤1.5%，2.4土壤温度：5-50℃，精度≤1.5%，2.5PAR：0-3000μmolsm-2sec-1，硅光单元2.6呼吸室流量：68-340μmolm-2s-1*2.7显示：彩色WQVGA触控LCD液晶显示屏2.8预热时间：20℃时约5min2.9数据记录：SD卡，最大支持32GB2.10数据传输：USB通讯或SD卡读取2.11电池：2.8Ah，12V铅酸电池，充电一次可使用10小时左右2.12电池充电器：90-260V，50/60Hz2.13操作温度：5-45℃2.14呼吸室容积：不少于1L3、基本配置3.1土壤呼吸测定主机一套；3.21升的透明土壤呼吸室1套3.3PVC管适配器一套3.4原厂适配土壤卡环10套可在野外对土壤呼吸进行测定，获取土壤CO2和H2O通量，用于评价根系生长活性、微生物活性、等，应用于碳平衡、土壤微生物活性、枯落物分解动态等研究领域11土壤有机污染探测系统套11仪器功能：该仪器通过集成的高精度的光电离分析（PID）和四通道红外(IR)分析单元，快速有效的分析各种挥发性气体，用于快速而经济的现场检测和分析浅地表污染；农业污染和垃圾的监测等2技术参数*2.1光电离气体检测器：检测极限：二个范围：0.1ppm/0.1ppb该仪器通过集成的高精度的光电离分析（photo-ionizationanalyzer，PID）和四通道红外(infra-red analyzer，IR)分析单元，快速有效的分析各种挥发性气体，其中光离子化检测器用于监测土壤挥发性有机物浓度，四通道红外分析序号仪器名称单位需购数量主要参数主要功能零点稳定性：0.1ppb响应时间：0.1sec;采样时间：10次/s内置200种化合物自动标定曲线动态范围：0.1ppb to4000ppm*2.2、红外气体检测器：甲烷：0-500000ppm,检测极限：100ppm石油碳氢化合物：0-500000ppm,检测极限：30ppm二氧化碳：0-500000ppm检测极限：20ppm响应时间：0.8sec;采样时间：10次/s其它读数：氧：0-100%土壤温度：精度±0.1℃，分辨率≤0.01℃环境压力/样品真空度(mbar,Torr,psi,kPa),精度≤0.1%，分辨率≤0.01%3配置清单3.1、主机：集成了高精度的PID（光离子化分析器）和四通道IR（红外分析器）3.2、探头3.3、内置可充电电池。
3.4、加强版软件3.5、探杆和连接线器用于测量碳氢化合物、CH4、CO2浓度。
12便携式调制叶绿素荧光个11、用途：序号仪器名称单位需购数量主要参数主要功能仪快速、可靠的测量光合作用的量子产量和各种荧光参数。
可测荧光诱导曲线并进行淬灭分析。
可测光响应曲线和快速光曲线（RLC）。
全部采用LED光源，全新触摸屏设计。
湿度测量功能，远红光源，多扩展通道。
仪器更加便携，适合野外测量。
采用5号电池供电，备用电池易获得，适合长期野外使用。
2、技术指标：*2.1、测量光光源：蓝色LED（470nm）；标准光强≤0.05μmol m-2s-1；调制频率5或25Hz，高频100Hz。
2.2、光化光光源：蓝色LED（470nm）；最大连续光强≥3000μmol m-2s-1。
2.3、饱和脉冲光光源：蓝色LED（470nm），最大闪光强度≥6000μmol m-2s-1。
2.4、远红光：发射峰值735nm。
*2.5、屏幕显示：不小于160*104字符（78mm*61mm）半透/黑白显示屏，带背光。
2.6、光纤：标准光纤：直径8mm，光径5.5mm，长100cm，由70μm玻璃纤维构成，末端带不锈钢适配器；*2.7、微光纤：直径2mm，长1.5m，用于测量小样品；光纤必须为防水设计。
2.8、信号检测：PIN-光电二极管，带长通滤光片；选择性锁相放大器（专利设计）。
2.9、数据存储：8MB以上闪存，可存储27000组以上饱和脉冲数据。
*2.10、测量参数：Fo,Fo’,Fm,F,Fm',Fv/Fm,Y(II)=ΔF/Fm',qP,qL,qN,NPQ,Y(NPQ),Y(NO),rETR,PAR和叶温，相对湿度等。