ANSYSWorkbenchMesh網(wǎng)格劃分自己總結(jié)

WorkbenchMesh網(wǎng)格區(qū)分分析步驟網(wǎng)格區(qū)分工具平臺(tái)就是為ANSYS軟件的不相同物理場(chǎng)和求解器供給相應(yīng)的網(wǎng)格文件，Workbench中集成了好多網(wǎng)格區(qū)分軟件/應(yīng)用程序，有ICEMCFD，TGrid，CFX，GAMBIT，ANSYSPrep/Post等。網(wǎng)格文件有兩類：①有限元分析（FEM）的結(jié)構(gòu)網(wǎng)格：結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)分析，電磁場(chǎng)仿真，顯示動(dòng)力學(xué)分析（AUTODYN，ANSYSLSDYNA）；②計(jì)算流體力學(xué)（CFD分析）分析的網(wǎng)格：用于ANSYSCFX，ANSYSFLUENT，Polyflow；這兩類網(wǎng)格的詳細(xì)要求以下：（1）結(jié)構(gòu)網(wǎng)格：①細(xì)化網(wǎng)格來(lái)捕獲關(guān)懷部位的梯度，比方溫度、應(yīng)變能、應(yīng)力能、位移等；②大多數(shù)可區(qū)分為四周體網(wǎng)格，但六面體單元仍舊是首選；③有些顯示有限元求解器需要六面體網(wǎng)格；④結(jié)構(gòu)網(wǎng)格的四周體單元平常是二階的（單元邊上包含中節(jié)點(diǎn)）；2）CFD網(wǎng)格：①細(xì)化網(wǎng)格來(lái)捕獲關(guān)懷的梯度，比方速度、壓力、溫度等；②因?yàn)槭橇黧w分析，網(wǎng)格的質(zhì)量和圓滑度對(duì)結(jié)果的精準(zhǔn)度至關(guān)重要，這致使較大的網(wǎng)格數(shù)目，常常數(shù)百萬(wàn)的單元；③大多數(shù)可區(qū)分為四周體網(wǎng)格，但六面體單元仍舊是首選，流體分析中，相同的求解精度，六面體節(jié)點(diǎn)數(shù)少于四周體網(wǎng)格的一半。④CFD網(wǎng)格的四周體單元平常是一階的（單元邊上不包含中節(jié)點(diǎn)）一般而言，針對(duì)不相同分析種類有不相同的網(wǎng)格區(qū)分要求：①結(jié)構(gòu)分析：使用高階單元區(qū)分較為粗拙的網(wǎng)格；②CFD：好的，圓滑過(guò)渡的網(wǎng)格，界限層轉(zhuǎn)變（不相同CFD求解器也有不相同的要求）；③顯示動(dòng)力學(xué)分析：需要均勻尺寸的網(wǎng)格；物理選項(xiàng)實(shí)體單元默關(guān)系中心缺圓滑度過(guò)渡認(rèn)中結(jié)點(diǎn)省值MechanicalKeptCoarseMediumFastCFDDroppedCoarseMediumSlowElectromagneticKeptMediumMediumFastExplicitDroppedCoarseFineSlow注：上邊的幾項(xiàng)分別對(duì)應(yīng)Advanced中的ElementMidsideNodes，以及Sizeing中的RelevanceCenter，Smoothing，Transition。網(wǎng)格區(qū)分的目的是對(duì)CFD(流體)和FEM(結(jié)構(gòu))模型實(shí)現(xiàn)失散化，把求解域分解成可獲取精準(zhǔn)解的合適數(shù)目的單元。用戶需要衡量計(jì)算成本和網(wǎng)格區(qū)分份數(shù)之間的矛盾。精美的網(wǎng)格能夠使結(jié)果更精準(zhǔn)，但是會(huì)增添CPU計(jì)算時(shí)間和需要更大的儲(chǔ)蓄空間，特別是有些不用要的細(xì)節(jié)會(huì)大大增添分析需求。而有些地方，如復(fù)雜應(yīng)力梯度地區(qū)，這些地區(qū)需要高密度的網(wǎng)格，以以以下圖所示。一般而言，我們需要特別留神幾何體中物理量變化特別大的地區(qū)，這些地方的網(wǎng)格需要區(qū)分得精美一些！在理想狀況下，用戶需要的網(wǎng)格密度是結(jié)果不再隨網(wǎng)格的加密而改變的密度（比方，當(dāng)網(wǎng)格細(xì)化后解沒(méi)有什么改變），收斂控制能夠達(dá)到這樣的目的。注意：細(xì)化網(wǎng)格不可以夠填補(bǔ)模型不正確的假定和輸入惹起的錯(cuò)誤。網(wǎng)格區(qū)分的利害對(duì)后邊的求解有十分重要的影響，上圖例子列舉了一個(gè)集流管固體鑄件中不收斂的熱場(chǎng)。很顯然低質(zhì)單元地區(qū)的分析不可以能獲取切合實(shí)質(zhì)的數(shù)據(jù)場(chǎng)。下邊是幾種典型網(wǎng)格的形狀表示圖，此中“四周體網(wǎng)格”和“六面體網(wǎng)格”是主要種類：1）四周體網(wǎng)格：①能夠快速地、自動(dòng)地生成，并合適于復(fù)雜幾何。如采納網(wǎng)格區(qū)分方法中的Automatic，對(duì)于一般幾何體外形不那么規(guī)整，難以被Sweep，所以很難生成六面體網(wǎng)格，這時(shí)采納Automatic方法能快速生成四周體網(wǎng)格；②有等向細(xì)化特色，如為捕獲一個(gè)方向的梯度，網(wǎng)格將在全部的三個(gè)方向細(xì)化，這會(huì)致使網(wǎng)格數(shù)目快速上漲；③界限層有助于面法向網(wǎng)格的細(xì)化，但2-D中還是等向的（表面網(wǎng)格）。（2）六面體網(wǎng)格：①大多CFD程序中，使用六面體網(wǎng)格能夠使用較少的單元數(shù)目來(lái)進(jìn)行求解求解。如流體分析中，相同的求解精度，六面體節(jié)點(diǎn)數(shù)少于四周體網(wǎng)格的一半。②對(duì)隨意幾何體，因?yàn)槠渫庑纹匠２皇呛芤?guī)整，難以被Sweep，所以要想獲取高質(zhì)高效的六面體網(wǎng)格，需要好多步驟。如在ICEMCFD中區(qū)分六面體網(wǎng)格就比較費(fèi)時(shí)，需要對(duì)幾何體進(jìn)行切割，以以以下圖所示：但對(duì)好多簡(jiǎn)單幾何，用Sweep方法是生成六面體網(wǎng)格的一種簡(jiǎn)單方式，詳細(xì)能夠采納的區(qū)分方法是Sweep和Multizone。注意點(diǎn)1：多體零件“接觸面”的網(wǎng)格般配的問(wèn)題：在Ansys中，有時(shí)常常需要分析比較復(fù)雜的裝置體，在DesignModeler中能夠?qū)⒛承┝慵葮?gòu)成一個(gè)多體零件（Multi-BodyPart，實(shí)體-Body，零件-Part），即一個(gè)Part下邊含有多個(gè)Body，一旦形成多體零件后，以前互相獨(dú)立的這些Bodies在后邊的設(shè)計(jì)仿真中就能拓?fù)涔蚕?，在Mesh中就表現(xiàn)為它們接觸面上的網(wǎng)格是互相般配的，不像它們互相獨(dú)立刻區(qū)分網(wǎng)格是互相間沒(méi)有任何關(guān)系。這個(gè)功能是DM的亮點(diǎn)，差別于其余CAD繪圖軟件。但我們一般繪圖是在其余

CAD

軟件中達(dá)成，不再

DM

中。那假如是在Solidworks

中先畫了一個(gè)單調(diào)幾何體，以以以下圖中的一個(gè)

T型零件（命名為

T臺(tái)），此后將其用“切割”命令區(qū)分紅兩部分，今后導(dǎo)入

Workbench中，在DesignModeler中我們看到其被構(gòu)成了一個(gè)多體零件，

1Parts，2Bodies：Mesh中我們知道，對(duì)于一個(gè)多體零件其區(qū)分網(wǎng)格時(shí)有以下特色：①每一個(gè)實(shí)體-Body，都獨(dú)立區(qū)分網(wǎng)格，但在實(shí)體間的關(guān)系仍舊被保存；②實(shí)體間結(jié)點(diǎn)能夠共享，意味著兩個(gè)實(shí)體間的接觸區(qū)網(wǎng)格是連續(xù)的。其網(wǎng)格效果就將這些不相同的Bodies用布爾操作變?yōu)橐粋€(gè)Body后區(qū)分網(wǎng)格相同，但實(shí)際上它們是無(wú)接觸的，即沒(méi)有成為單個(gè)Body，不相同Bodies間仍舊互相獨(dú)立；③一個(gè)多體零件體能夠由不相同的資料構(gòu)成；但是我們實(shí)質(zhì)大將上圖所示的零件直接導(dǎo)入Mesh中區(qū)分網(wǎng)格今后的結(jié)果以以以下圖所示：發(fā)現(xiàn)兩部分實(shí)體之間的網(wǎng)格其實(shí)不連續(xù)，這也就是說(shuō)實(shí)質(zhì)上它們并無(wú)形成一個(gè)多體零件，而是兩個(gè)實(shí)體（Body）都各自獨(dú)自地區(qū)分網(wǎng)格，它們?cè)诮佑|處的結(jié)點(diǎn)地點(diǎn)也不相同，不共享。為何？我們需要在DM中將該幾何體從頭構(gòu)成一次多體零件，以以以下圖所示，在DM中先將幾何體ExplodePart，每個(gè)Body都獨(dú)立，變?yōu)?Parts，2Bodies：此后再一次FromNewPart，從頭變?yōu)橐粋€(gè)多體零件，1Pat，2Bodies：今后再在Mesh中區(qū)分網(wǎng)格，會(huì)發(fā)現(xiàn)兩個(gè)Bodies間的網(wǎng)格般配了：造成這個(gè)的原由可能使Solidworks中的多體零件和DM中的多體零件不匹配，必然要在DM中從頭進(jìn)行一次多體零件的構(gòu)成操作！假如是在DM中直接畫幾何體，不會(huì)出現(xiàn)該問(wèn)題。那假如我在SW中畫的是一個(gè)裝置體，不像上邊例子是先畫一個(gè)單體，此后再“切割”，這會(huì)怎么樣？以以以下圖所示，是將一個(gè)SW中畫好的裝置體直接導(dǎo)入DM中后的結(jié)果，我們能發(fā)現(xiàn)其10個(gè)Bodies之間都是互相獨(dú)立的，并沒(méi)構(gòu)成多體零件（10Parts，10Bodies）：我們將該裝置體直接區(qū)分網(wǎng)格，因?yàn)槊恳粋€(gè)Bodies都是獨(dú)立的，所以這些不相同Bodies之間的網(wǎng)格也沒(méi)有般配：此刻在DM中將其構(gòu)成一個(gè)多體零件（1Part，10Bodies）：構(gòu)成多體零件后我們采納了此中top-cover，down-base，bolt-1幾三個(gè)零零件畫網(wǎng)格，結(jié)果以以以下圖所示：發(fā)現(xiàn)它們之間的網(wǎng)格都般配，不再是獨(dú)自區(qū)分網(wǎng)格了。注意點(diǎn)2：多體零件采納不相同的網(wǎng)格區(qū)分方法注意點(diǎn)1中講了多體零件接觸面之間的網(wǎng)格區(qū)分，上邊是針對(duì)一個(gè)多體零件全局網(wǎng)格區(qū)分的狀況，那假如我一個(gè)多體零件不相同Bodies想采納不相同的網(wǎng)格區(qū)分方法，該怎么辦理？WorkbenchMesh網(wǎng)格區(qū)分應(yīng)用程序可運(yùn)用“切割”的思想，即幾何體的各個(gè)零件能夠使用不相同的網(wǎng)格區(qū)分方法（如Sweep，Multizone等）。不相同零件的體的網(wǎng)格能夠不般配或不一致，單個(gè)零件的體的網(wǎng)格般配一致。那多體零件的網(wǎng)格該怎么操作才能使每一個(gè)Solid（在DM中對(duì)應(yīng)Body）都有不相同的網(wǎng)格區(qū)分方法？看下邊三通管的例子：既然要選擇不相同的網(wǎng)格區(qū)分方法，Mesh-Insert-Method-采納某一小零件，以以以下圖中我們選擇的小零件為Solid3，其顏色已變?yōu)樗{(lán)色：這時(shí)我們點(diǎn)擊工具欄最上方的GenerateMesh：但卻發(fā)現(xiàn)固然上邊我們但是選擇了Solid3這一小零件，但劃出來(lái)的結(jié)果倒是把其余的零件也一同區(qū)分了網(wǎng)格，即相當(dāng)于整個(gè)裝置體一同區(qū)分了，以以以下圖所示：這時(shí)候能夠注意到一點(diǎn)，Solid1~Fluid這5個(gè)零件前面都變?yōu)榱司G色小勾上加一橫線，這說(shuō)明這5個(gè)零件都已經(jīng)達(dá)成了網(wǎng)格區(qū)分，其所用的方法就是以前為Solid3設(shè)定的AutomaticMethod。那怎么樣才能防范這類狀況？重點(diǎn)在于我們?cè)谶x擇了Solid3今后，不要去點(diǎn)擊工具欄最上方的GenerateMesh，那個(gè)按鈕是針對(duì)全局網(wǎng)格區(qū)分的，我們只要要在Solid3右鍵-GenerateMesh即可，這時(shí)區(qū)分的網(wǎng)格就是針對(duì)Solid3：Solid3網(wǎng)格區(qū)分獲取的結(jié)果：這時(shí)我們發(fā)現(xiàn)，只有Solid3前面綠色勾加了一橫，其余都正常，這說(shuō)明只Solid3被區(qū)分了網(wǎng)格。注意，這時(shí)Mesh旁邊有一個(gè)黃色閃電標(biāo)記，此時(shí)假如點(diǎn)擊工具欄上的GenerateMesh或許是在Mesh上右鍵-GenerateMesh，則節(jié)余的4個(gè)零件都會(huì)以AutomaticMethod方法被生成網(wǎng)格：其實(shí)不用管這個(gè)黃色標(biāo)記，等我們給這5個(gè)零件分別區(qū)分好網(wǎng)格今后其自動(dòng)回消逝。以以以下圖是我們給Solid1~4依據(jù)上邊的方法獨(dú)自區(qū)分了網(wǎng)格，這時(shí)還剩下Fluid沒(méi)有區(qū)分，此時(shí)黃色標(biāo)記還存在：等到Fluid也區(qū)分好今后，黃色標(biāo)記自動(dòng)消逝，并且零件前面的綠色小勾也都加上了一橫：注意：假如我們?cè)趨^(qū)分網(wǎng)格時(shí)有時(shí)需要給幾個(gè)零件一同區(qū)分，以以以下圖中一次選中了Solid1~Solid3三個(gè)零件：這時(shí)我們必然要在上邊同時(shí)選中Solid1~3，再右鍵-GenerateMesh，假如但是采納了它們中的一個(gè)，則區(qū)分出來(lái)的網(wǎng)格但是對(duì)應(yīng)那個(gè)零件的：三個(gè)零件一齊區(qū)分網(wǎng)格：除了上邊講的方法，特色控制也能夠用來(lái)獨(dú)自區(qū)分網(wǎng)格：對(duì)其余零件進(jìn)行特色控制Suppress。以以以下圖所示：我們將其余臨時(shí)不用區(qū)分網(wǎng)格的零件進(jìn)行控制，在需要區(qū)分網(wǎng)格的零件上面右鍵-SuppressAllOthereBodies，此后右邊只節(jié)余需要的零零件。這時(shí)再M(fèi)esh-Insert-Method-采納零件，我們用Hex-Dominant區(qū)分網(wǎng)格。區(qū)分完今后再消除控制，可獲取整個(gè)裝置體只有剛才零件區(qū)分了網(wǎng)格：需要對(duì)第二個(gè)零件進(jìn)行獨(dú)自網(wǎng)格區(qū)分時(shí)，找到對(duì)應(yīng)的零件也相同履行，區(qū)分完今后消除控制，此后獲取以下所示結(jié)果?？芍挥羞x中的兩個(gè)零件被區(qū)分了網(wǎng)格：1、第一是輸入幾何體，此后點(diǎn)擊樹形窗口中的mesh今后，主要設(shè)置一下幾大塊內(nèi)容：2、Defaults設(shè)置確立物理場(chǎng)，一共對(duì)應(yīng)四種，Mechanical-結(jié)構(gòu)場(chǎng)，Electromagnetics-電磁場(chǎng)，CFD-流場(chǎng)，Explicit-顯示動(dòng)力學(xué)。Relevance-指網(wǎng)格有關(guān)度，數(shù)值從-100~+100，代表網(wǎng)格由疏到密，不相同的值對(duì)應(yīng)不相同的網(wǎng)格數(shù)和節(jié)點(diǎn)數(shù)：3、Sizing（網(wǎng)格尺寸函數(shù)）設(shè)置Sizing設(shè)置中，對(duì)于不相同的物理場(chǎng)選擇會(huì)稍有不相同，但基本一致，以以下圖以Mechanical為例。（1）UseAdvancedSizeFunction高-級(jí)尺寸函數(shù)，主要用于控制曲線/曲面在曲率較大地方的網(wǎng)格，其有以下幾種設(shè)置：off，先從邊開始區(qū)分網(wǎng)格，在在曲率比較大的地方細(xì)化邊網(wǎng)格，接下來(lái)再產(chǎn)生面網(wǎng)格，最后體網(wǎng)格。②Curvature，由曲率法確立（細(xì)化）邊和曲面處的網(wǎng)格大小。在有曲率變化的地方，網(wǎng)格會(huì)做的比較美麗，會(huì)自動(dòng)地加密。以以以下圖所示：Proximity，這將對(duì)網(wǎng)格區(qū)分算法增添更好的辦理周邊部位的網(wǎng)格，即控制模型周邊區(qū)網(wǎng)格的生成，主要合用于窄/薄處的網(wǎng)格生成。對(duì)于狹長(zhǎng)/修長(zhǎng)的幾何體，網(wǎng)格會(huì)做的比較好，但是對(duì)于曲面則不好辦理，會(huì)做的失敗。④ProximityandCurvature，②和③狀況的綜合，合用于比較復(fù)雜的幾何體。以以以下圖所示：Fixed，只以設(shè)定的大小區(qū)分網(wǎng)格，不會(huì)依據(jù)曲率大小自動(dòng)細(xì)化網(wǎng)格。2）RelevanceCenter，關(guān)系中心代表網(wǎng)格的“粗拙，中等，細(xì)化”三種模式。其會(huì)和上邊的Relevance-網(wǎng)格有關(guān)度（-100~+100）一同對(duì)網(wǎng)格產(chǎn)生影響，以以以下圖所示：3）ElementSize，全局單元尺寸ElementSize設(shè)置用于整個(gè)模型使用的單元尺寸。這個(gè)尺寸將應(yīng)用到全部的邊、面、體的區(qū)分。當(dāng)上邊高級(jí)尺寸功能（UseAdvancedSizeFunction）使用的時(shí)候這個(gè)選項(xiàng)不會(huì)出現(xiàn)。其缺省值（默認(rèn)值）鑒于Relevance和InitialSizeSeed，也能夠手動(dòng)可輸入想要的值。4）InitialSizeSeed，初始尺寸種子用于控制每一零件的初始網(wǎng)格種子，對(duì)于已定義單元尺寸則被忽視。好像上所示三種模式：①ActiveAssembly，鑒于這個(gè)設(shè)置，初始種子放入未控制零件，網(wǎng)格可改變；FullAssembly，鑒于這個(gè)設(shè)置，初始種子放入全部裝置零件，不論控制零件的數(shù)目。因?yàn)榭刂屏慵W(wǎng)格不改變。③Part，鑒于這個(gè)設(shè)置，初始種子在網(wǎng)格區(qū)分時(shí)放入個(gè)別特別零件。因?yàn)榭刂屏慵W(wǎng)格不改變。5）Smoothing以及Transition，圓滑和過(guò)渡Smoothing圓滑網(wǎng)格，經(jīng)過(guò)挪動(dòng)四周節(jié)點(diǎn)和單元的節(jié)點(diǎn)地點(diǎn)來(lái)改良網(wǎng)格質(zhì)量，圓滑有助于獲取更為均勻尺寸的網(wǎng)格。以下選項(xiàng)和“網(wǎng)格區(qū)分器開始圓滑的門檻尺度”一同控制圓滑迭代次數(shù)，設(shè)置判據(jù)以下：中等（Mechanical，CFD，Electromagnetics），高（Explicit）。Transition過(guò)渡，用于過(guò)渡控制周邊單元增添比，設(shè)置判據(jù)：遲緩（CFD，Explicit），快速（Mechanical，Electromagnetics）。6）SpanAngelCenter，跨度中心角SpanAngleCenter設(shè)定鑒于邊的細(xì)化的曲度目標(biāo)，網(wǎng)格在曲折地區(qū)細(xì)分，直到獨(dú)自單元超越這個(gè)角。有以下幾種選擇：粗拙：91°60°；中等：75°~24°；細(xì)化：36°~12°。4、Inflation（膨脹）設(shè)置一般而言，這里的Inflation我們不會(huì)去用它，所以UseAutomaticInflation設(shè)置為None，即初始網(wǎng)格無(wú)膨脹。等到我們?cè)诖_立局部網(wǎng)格設(shè)置時(shí)，假如對(duì)幾何體界限處的物理?xiàng)l件感興趣，能夠利用Mesh-Insert-Inflation來(lái)設(shè)置詳細(xì)的膨脹。5、確立局部網(wǎng)格設(shè)置注意，上邊介紹的Defaults，Sizing，Inflation三項(xiàng)設(shè)置是針對(duì)mesh全局的，對(duì)整個(gè)幾何體都起作用。對(duì)于簡(jiǎn)單的幾何體，或許對(duì)于網(wǎng)格要求不高的情況，設(shè)置好前三項(xiàng)就能夠了，后邊的幾項(xiàng)能夠先不用管。能夠等網(wǎng)格區(qū)分完今后在進(jìn)行局部網(wǎng)格設(shè)定。但是實(shí)質(zhì)上我們常常要對(duì)幾何體進(jìn)行局部?jī)?yōu)化，這時(shí)就需要進(jìn)行“局部網(wǎng)絡(luò)設(shè)置”。也就是說(shuō)，mesh的整體思路是“先進(jìn)行整體和局部網(wǎng)格控制，此后對(duì)被選的邊、面進(jìn)行網(wǎng)格細(xì)化”。以以以下圖中左邊致密網(wǎng)格就是由后期局部?jī)?yōu)化獲取的：詳細(xì)操作為：Mesh-Insert，以以以下圖所示：并且在Mesh的基礎(chǔ)上每插入一項(xiàng)，都會(huì)在樹形窗口下邊跳出對(duì)應(yīng)的局部網(wǎng)格設(shè)置項(xiàng)，以及每一項(xiàng)對(duì)應(yīng)的參數(shù)設(shè)置窗口，以以以下圖所示：下邊列出了可用到的局部網(wǎng)格控制（可用性取決于使用的網(wǎng)格區(qū)分方法）：尺寸-Sizing、接觸尺寸-ContactSizing、細(xì)化-Refinement、映射面區(qū)分-MappedFaceMeshing、般配控制-MatchControl、縮短-Pinch、膨脹-Inflation。（1）Method，設(shè)置網(wǎng)格區(qū)分方法Automatic-自動(dòng)區(qū)分法，是在四周體和掃掠型網(wǎng)格之間切換，取決于被區(qū)分的幾何從整體上而言能否被掃掠，碰到不規(guī)則的地方（不可以夠被掃掠）程序就自動(dòng)生成四周體，反之生成六面體。因?yàn)锳utomatic劃六面體是依據(jù)對(duì)“整個(gè)幾何體”而言能否被掃掠，要達(dá)到整個(gè)幾何體都能被掃的幾率是很低的，因?yàn)槲覀冇脕?lái)分析的幾何體常常沒(méi)有那么規(guī)整。由此也就帶來(lái)了一個(gè)問(wèn)題，在用Automatic區(qū)分網(wǎng)格時(shí)，常常劃出來(lái)的都是四周體，以以以下圖所示：Tetrahedrons-四周體網(wǎng)格，在三維網(wǎng)格中，相對(duì)而言四周體網(wǎng)格區(qū)分是最簡(jiǎn)單的。四周體網(wǎng)格的優(yōu)缺點(diǎn)以下：Workbench中四周體網(wǎng)格的生成主要鑒于兩種算法：TGRID算法和ICEMCFDTetra算法（Algorithm），這兩種算法分別對(duì)應(yīng)于下邊的

PathchConforming和PatchIndependent，兩種四周體算法都能夠用于

CFD的界限層鑒識(shí)。①PathConforming：默認(rèn)考慮幾何面和體生成表面網(wǎng)格，會(huì)考慮小的邊和面，鑒于TGRIDTetra算法由表面網(wǎng)格生成體網(wǎng)格（表面網(wǎng)格→體網(wǎng)格）。此方法合用于多體零件，可混淆使用PatchConforming四周體和掃掠方法共同生成網(wǎng)格，可結(jié)合PinchControl功能有助于移除短邊，鑒于最小尺寸擁有內(nèi)在網(wǎng)格缺點(diǎn)。也正是因?yàn)镻atchConforming方法會(huì)考慮到幾何體中比較小的邊和面，因此像以以下圖中這類包含太多不相同尺寸和形狀的面的幾何會(huì)使PatchConforming方法產(chǎn)生問(wèn)題，這時(shí)可使用PatchIndependent方法的“虛假拓?fù)溥x項(xiàng)”解決這個(gè)問(wèn)題。并且PatchIndependent方法自己也更合適于質(zhì)量差的幾何體。PatchIndependent：鑒于ICEMCFDTetra算法，先生成體網(wǎng)格并照耀到表面產(chǎn)生表面網(wǎng)格（體網(wǎng)格→表面網(wǎng)格）。假如沒(méi)有載荷或命名，就不考慮面和界限（極點(diǎn)和邊）。此法更為贊成質(zhì)量差的CAD幾何體，對(duì)CAD好多面的維修合用，如碎面、短邊、差的面參數(shù)等。假如面上沒(méi)有載荷或許命名，就不考慮面和邊，直接將網(wǎng)格跟其余面作一體劃。倘若有命名則要獨(dú)自區(qū)分該地區(qū)網(wǎng)格③Sweep-掃掠型網(wǎng)格，這類方法主假如產(chǎn)生六面體網(wǎng)格，或許棱柱型網(wǎng)格，但要注意被區(qū)分體必然是可掃掠的，即是規(guī)則幾何體：幾個(gè)重要的設(shè)置項(xiàng)目（源面，目標(biāo)面）：Sweep設(shè)置中，上圖中的幾項(xiàng)表示掃掠“源面/目標(biāo)面”的選擇,以及網(wǎng)格種類。假如選擇ManualSource則下邊的Source（源面）需要手動(dòng)選擇；假如設(shè)置成ManualSourceandTarget則源面和目標(biāo)面都需要手動(dòng)選擇。當(dāng)創(chuàng)立六面體網(wǎng)格時(shí)，先區(qū)分“源面”再延長(zhǎng)到“目標(biāo)面”，其余面叫做側(cè)面。“掃掠方向”或“路徑”由側(cè)面定義，源面和目標(biāo)面間的單元層是由插值法而建立并投射到側(cè)面。當(dāng)掃掠幾何包含好多歪曲/曲折時(shí)，掃掠區(qū)分器會(huì)產(chǎn)生歪曲單元致使網(wǎng)格區(qū)分失敗。假如想知道幾何體哪些部位能被Sweep的話，能夠在樹形窗中的Mesh上點(diǎn)擊右鍵，Show，能夠看到幾何體SweepableBodies和MappableFaces即“可被掃掠”和“可被照耀”的部分（知足條件的部位會(huì)變?yōu)榫G色，假如沒(méi)有綠色則說(shuō)明不可以夠夠），以以以下圖所示：一個(gè)可掃掠體需知足的條件是：①包含不圓滿閉合空間；②最罕有一個(gè)由邊或閉合表面連結(jié)的從“源面”到“目標(biāo)面”的路徑；③沒(méi)有硬性切割定義致使在源面和目標(biāo)面相應(yīng)邊上有不相同切割數(shù)；固然我們經(jīng)過(guò)ShowSweepableBodies可能找不到可掃掠體的軸，即系統(tǒng)顯示沒(méi)有部位能夠被Sweep。但我們?nèi)耘f能夠手動(dòng)設(shè)置來(lái)找到源面和目標(biāo)面，其余源面和目標(biāo)面不用是平面或平行面，也不用是等截面的。假如整個(gè)幾何體在上邊Show步驟今后顯示沒(méi)有部位能夠被Sweep，則我們?cè)谟肧weep方法區(qū)分網(wǎng)格時(shí)用系統(tǒng)ProgramControlled去設(shè)定源面和目標(biāo)面，則會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤：④Multizone-多地區(qū)掃掠型，主要用來(lái)區(qū)分六面體網(wǎng)格。其特色是有幾何體自動(dòng)分解功能（切割功能），進(jìn)而盡量使每一部分都能被掃掠，多生成六面體網(wǎng)格。以以以下圖，用掃掠方法，這個(gè)元件要被切成3個(gè)體來(lái)獲取純六面體網(wǎng)格：我們發(fā)現(xiàn)，掃掠Sweep和多區(qū)Multizone方法的目標(biāo)均是生成六面體網(wǎng)格，對(duì)于有些幾何體而言這兩種方法都能夠使用，但這兩種方法之間也有好多不相同?！皰呗臃椒ā笔菃蝹€(gè)源面對(duì)單個(gè)目標(biāo)面的掃掠，很好地辦理掃掠方向多個(gè)側(cè)面，需要分解幾何致使每個(gè)掃掠路徑對(duì)應(yīng)一個(gè)體?！岸鄥^(qū)方法”是自由分解方法，多個(gè)源面對(duì)多個(gè)目標(biāo)面。一般知足以下條件時(shí)會(huì)使用多區(qū)：①區(qū)分對(duì)于傳統(tǒng)掃掠方法來(lái)說(shuō)太復(fù)雜的單體零件；②需考慮多個(gè)源面和目標(biāo)面（不可以夠使用VTs集成一個(gè)源面/目標(biāo)面）；③封閉對(duì)源面和側(cè)面的膨脹；注意，使用多區(qū)時(shí)一般把Sizing下的AdvancedSizeFunction封閉。⑤HexDominant，六面體主導(dǎo)網(wǎng)格法。先在幾何體表面生成“四邊形主導(dǎo)”的面網(wǎng)格，此后再獲取六面體，再按需要填補(bǔ)棱錐和四周體單元。最后常常是在模型的外面生成六面體單元，里面四周體單元。以下邊所示的是用Automatic方法和HexDominant方法獲取的兩種網(wǎng)格，可見Automatic方法獲取的是四周體，而HexDominant以六面體為主：Automatic方法HexDominant方法HexDominant方法對(duì)于不可以掃掠的體，要獲取六面體網(wǎng)格時(shí)被介紹，在FEM分析合用。以以以下圖所示的幾何體，其屬于不可以夠夠被Sweepable，（怎么看能否被掃掠，見上邊“Sweep-掃掠型網(wǎng)格”部分內(nèi)容），因此不可以夠用Sweep方法區(qū)分網(wǎng)格，但是能用Hex-Dominant方法盡可能多獲取六面體網(wǎng)格：合用于：①對(duì)內(nèi)部容積大的體合用；②對(duì)體積和表面積比小的薄復(fù)雜體無(wú)用：對(duì)于CFD無(wú)界限層鑒識(shí)。（2）Sizing，用于設(shè)置局部單元的大小Sizing中的Type平常采納以下兩類：ElementSize：用于設(shè)置所選中的詳細(xì)某單元（體，面，邊，或極點(diǎn)）的均勻邊長(zhǎng)。②SphereofInfluence：用球體來(lái)設(shè)置單元均勻大小的范圍，球體中心坐標(biāo)采納的是局部坐標(biāo)系，全部包含在球體內(nèi)的實(shí)體，其單元網(wǎng)格大小均依據(jù)設(shè)定的尺寸區(qū)分。為了描繪球所在地點(diǎn)，還對(duì)其余需要定義一個(gè)坐標(biāo)系。以以以下圖所示，球體部分的網(wǎng)格致密程度和其余地方很不相同：3）ContactSizing，用于接觸區(qū)的網(wǎng)格設(shè)置供給一種在零件間接觸面上產(chǎn)生“近似”尺寸單元的方式（網(wǎng)格的尺寸近似但不共形），在接觸面上產(chǎn)生大小一致的網(wǎng)格有利于分析。詳細(xì)設(shè)置種類有ElementSize或Relevance：（4）Refinement，用于網(wǎng)格局部單元細(xì)化要注意的是Refinement僅對(duì)“邊，面，極點(diǎn)有效”。其余，Refinement的標(biāo)準(zhǔn)范圍值是1~3，介紹使用1級(jí)別細(xì)化，這使單元界限區(qū)分為初始單元界限的一半，是生成粗網(wǎng)格后，網(wǎng)格細(xì)化的獲取更為密的網(wǎng)格的簡(jiǎn)單方法。要注意：Refinement是打破本來(lái)的網(wǎng)格區(qū)分，但若有本來(lái)的網(wǎng)格不是一致的，細(xì)化后的網(wǎng)格也不是一致的。只管對(duì)單元的過(guò)渡進(jìn)行圓滑辦理，但是細(xì)化后仍會(huì)有不圓滑的過(guò)渡。5）MappedFaceMeshing，照耀面網(wǎng)格區(qū)分特色是贊成在面上生成結(jié)構(gòu)網(wǎng)格，因?yàn)檫M(jìn)行照耀網(wǎng)格區(qū)分能夠獲取“很一致的網(wǎng)格”，所以對(duì)計(jì)算有利。但假如因?yàn)槟承┰刹豢梢詨蜻M(jìn)行照耀面網(wǎng)格區(qū)分，網(wǎng)格區(qū)分仍將連續(xù)，這時(shí)將在OutlineTree上出現(xiàn)標(biāo)記：對(duì)于一個(gè)面能不可以夠生成照耀面區(qū)分，我們能夠利用在樹形窗中的Mesh上點(diǎn)擊右鍵，Show，能夠看到幾何體MappableFaces，“可被照耀”的面，假如我們選擇的面不是可被照耀的，則就會(huì)出現(xiàn)如上所述的圖標(biāo)。以以以下圖就是對(duì)圓柱面內(nèi)側(cè)進(jìn)行網(wǎng)格區(qū)分，能夠看到獲取了很一致的網(wǎng)格：6）MatchControl，面般配網(wǎng)格區(qū)分用于定義三維實(shí)體的周期面或許二維實(shí)體的周期邊，進(jìn)而在“對(duì)稱面或許對(duì)稱邊”上區(qū)分出一致的網(wǎng)格。特別合用于旋起色械的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱分析。（7）Pinch，用于網(wǎng)格的縮短控制Pinch能夠在區(qū)分網(wǎng)格時(shí)自動(dòng)去除模型上的一些小特色，如邊、狹小區(qū)等，如可在CFD頂用來(lái)移除長(zhǎng)邊，短邊和尖角?？s短只對(duì)極點(diǎn)和邊起作用，面和體不可以夠縮短。Mesh-右鍵-CreatePinchControls能夠讓程序自動(dòng)找尋并去除幾何體上的一些小特色，以前要在Defeaturing（特色除掉）中設(shè)置好PinchTolerance（縮短容差），縮短容差要小于局部最小尺寸（MinimumEdgeLength）。以以以下圖所示，此時(shí)獲取的Pinch結(jié)果數(shù)一般比好多。假如想獨(dú)自對(duì)幾何體某個(gè)點(diǎn)或邊進(jìn)行網(wǎng)格縮短，則Mesh-Insert–Pinch。以以下圖是履行完CreatePinchControls今后的網(wǎng)格圖比較，表面上沒(méi)什么差別，但實(shí)質(zhì)上除掉前Nodes-32061，Elements-16714；除掉后Nodes-30155，Elements-15718。以下網(wǎng)格方法支持縮短特色：PatchConforming四周體，薄實(shí)體掃掠，六面體控制區(qū)分，四邊形控制表面網(wǎng)格區(qū)分，全部三角形表面區(qū)分。（8）Inflation，膨脹層，用于界限層網(wǎng)格區(qū)分加密一些物理參數(shù)在界限層處的梯度變化很大，如流體場(chǎng)中的管道，其管道內(nèi)外側(cè)的物理參數(shù)是很不相同的。為了精準(zhǔn)地描繪這些參數(shù)，Inflation能夠?qū)⒔缦迣犹幍木W(wǎng)格密度變得較密一些，一般在CFD分析中辦理界限層處的網(wǎng)格常Inflation方法。自然，假如在有限元分析中對(duì)“表面界限層處”的結(jié)果感興趣，我們也能夠用Inflation方法來(lái)對(duì)界限處的網(wǎng)格進(jìn)行優(yōu)化。典型的CFD中，膨脹是由界限法向的擠壓面界限網(wǎng)格轉(zhuǎn)變來(lái)實(shí)現(xiàn)的，可實(shí)現(xiàn)從膨脹層到內(nèi)部網(wǎng)格的圓滑過(guò)渡。上圖中表示的是Inflation的設(shè)置選項(xiàng)：①Geometry-作用的幾何體，上圖中選擇了整個(gè)幾何體；Boundary-界限層所在的面（CFD中就是流體場(chǎng)中對(duì)應(yīng)的管壁，即物理參量變化很大的界面），上圖中選擇了整個(gè)幾何體的表面面，如紅色部分所示；③InflationOption-膨脹選項(xiàng)：a.SmoothTransition-圓滑過(guò)渡（默認(rèn)），使用局部四周體單元尺寸計(jì)算每個(gè)局部的初始高度和總高度以達(dá)到圓滑的體積變化比。每個(gè)膨脹的三角形都有一個(gè)對(duì)于面積計(jì)算的初始高度，在節(jié)點(diǎn)處均勻。這意味著對(duì)一均勻網(wǎng)格，初始高度大概相同，而對(duì)變化網(wǎng)格初始高度也是不相同的；b.總厚度，用NumberofLayers的值和GrowthRate控制以獲取MaximumThickness值控制的總厚度。不相同于SmoothTransition選項(xiàng)的膨脹，TotalThickness選項(xiàng)的膨脹其第一膨脹層和以下每一層的厚度是常量；c.第一層厚度，用FirstLayerHeight，MaximumLayers和GrowthRate控制生成膨脹網(wǎng)格。不相同于SmoothTransition選項(xiàng)的膨脹，F(xiàn)irstLayerThickness選項(xiàng)的膨脹其第一膨脹層和以下每一層的厚度是常量。TransitionRatio-過(guò)渡比：指膨脹層最后單元層和四周體地區(qū)第一單元層間的體尺寸改變。當(dāng)求解器設(shè)置為CFX時(shí)，默認(rèn)的TransitionRatio是。對(duì)其余物理選項(xiàng)，如設(shè)置為Fluent的CFD，默認(rèn)值是。（因?yàn)镕luent求解器是單元為中心的，其網(wǎng)格單元等于求解器單元，而CFX求解器是極點(diǎn)為中心的，求解器單元是兩重節(jié)點(diǎn)網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的，所以會(huì)發(fā)生不相同的辦理）⑤MaximumLayers-界限層的層數(shù)；⑥GrowthRate-指后一層比前一層厚幾倍，如設(shè)置成樣的。⑦InflationAlgorithm-膨脹算法：

1則每一層的厚度都是一Pre-前辦理，采納TGrid算法，為默認(rèn)設(shè)置。第一表面網(wǎng)格膨脹，此后生成體網(wǎng)格。不支持周邊面設(shè)置不相同的層數(shù)，可應(yīng)用于掃掠和2D網(wǎng)格區(qū)分。Post-后辦理，ICEMCFD算法，使用一種在四周體網(wǎng)格生成后作用的后辦理技術(shù)，只對(duì)PatchingConforming和PatchIndependent四周體網(wǎng)格有效。沒(méi)有Inflation以前的網(wǎng)格區(qū)分Inflation今后的網(wǎng)格區(qū)分Inflation今后的網(wǎng)格區(qū)分剖面圖（注意界限處）6、檢查網(wǎng)格質(zhì)量Detailsofmesh下有一項(xiàng)Statistics中有meshmetric，默認(rèn)的是None。點(diǎn)開后，就會(huì)看到里面有幾個(gè)檢查項(xiàng)目：ElementQuality鑒于一個(gè)給定單元的體積與邊長(zhǎng)間的比率。其值處于0（單元質(zhì)量查驗(yàn)）和1之間，0為最差，1為最好。對(duì)于三角形，連結(jié)一個(gè)極點(diǎn)跟對(duì)邊的中點(diǎn)成一條線，再連另兩邊的中點(diǎn)成一條線，最后以這兩條線的交點(diǎn)為中點(diǎn)AspectRatio建立兩個(gè)矩形。今后再由其余兩個(gè)極點(diǎn)建立四個(gè)矩形。這六個(gè)矩形中的最長(zhǎng)邊跟最短邊的比率再除以sqrt（3）。最（縱橫比）好的值為1。值越大單元越差。對(duì)四邊形而言，經(jīng)過(guò)四個(gè)中點(diǎn)建立兩個(gè)四邊形，aspectratio就是最長(zhǎng)邊跟最短邊的比率。相同最好的值為1。值越大單元越差。JacobianRatio其值就是最大值跟最小值的比率，1最好。值越大說(shuō)明單元越歪曲。假如最大值跟最小值正負(fù)號(hào)不相同，直接賦值-（雅克比率）100。WarpingFactor主要用于檢查四邊形殼單元，以及實(shí)體單元的四邊形面。其值鑒于單元跟其投影間的高差。0說(shuō)明單元位于一（翹曲因子）個(gè)平面上，值越大說(shuō)明單元翹曲越厲害。ParallelDeviation在一個(gè)四邊形中，由兩條對(duì)邊的向量的點(diǎn)積，經(jīng)過(guò)acos（平行誤差）獲取一個(gè)角度。取兩個(gè)角度中的大值。0最好。MaximumCornerAngle最大角度。對(duì)三角形而言，60度最好，為等邊三角形。（最大轉(zhuǎn)彎角）對(duì)四邊形而言，90度最好，為矩形。Skewness是最基本的網(wǎng)格質(zhì)量檢查項(xiàng)，其值位于0跟1之間，0最好，1最差。一般而言超出的網(wǎng)格數(shù)目要很少，最（單元畸變度）好是沒(méi)有！OrthogonalQuality其數(shù)值越大越好，湊近數(shù)值1的網(wǎng)格數(shù)目越多越好。（正交程度質(zhì)量）復(fù)雜幾何地區(qū)的網(wǎng)格單元會(huì)變歪曲。低質(zhì)的單元會(huì)致使低質(zhì)的結(jié)果，或許在某些狀況無(wú)結(jié)果！Skewness是上邊檢查方法中一個(gè)重要的胸懷，是單元相對(duì)其理想形狀的相對(duì)歪曲胸懷，其取值以下：在檢查網(wǎng)格質(zhì)量時(shí)，假如我們需要看詳細(xì)某個(gè)數(shù)值下網(wǎng)格數(shù)目的散布，則點(diǎn)擊右邊下部的Bar即可，以以以下圖所示：其余，在在網(wǎng)格區(qū)分程序中，假如想看幾何體某一截面的網(wǎng)格區(qū)分狀況