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July 30, 1999 划分网格专题 1．网格类型 总的来说，ANSYS的网格划分有两种： 自由划分网格（Free meshing）和映射网格划分（Mapped meshing）。 自由划分网格主要用于划分边界形状不规则的区域，它生成的网格相互之间呈不规则的排列。常用于复杂形状的边界选择自由划分网格。自由网格缺点是分析精度不够高。 映射网格划分用于单元形状有限制，并要符合一定的网格模式。映射面网格只包含四边形或三角形单元，映射体网格只包含六面体单元。映射网格的特点是具有规则的形状，单元明显地成行排列。 1．网格类型 2. 定义单元类型 在有限元分析过程中，对于不同的问题，需要应用不同特性的单元，单元选择不当，直接影响到计算能否进行和结果的精度。ANSYS的单元库中提供了200多种单元类型，每个单元都有唯一的编号，如LINK1、PLANE2、BEAM3和SOLID45等，几乎能解决大部分常见问题。 3.网格划分控制 ANSYS网格划分工具（Mesh Tool） ANSYS网格划分工具如图所示。 （GUI路径：Main Menu Preprocessor Meshing Mesh Tool）提供了最常用的网 格划分控制和网格划分操作的便捷途径。 其功能主要包括： ① 设置单元属性，为单元属性分配选项。 ② SmartSizing控制，SmartSize网格划分控制； ③ 单元尺寸控制； ④ 指定单元形状； ⑤ 指定网格划分类型，自由或映射。 ⑥ 局部细化网格控制。 3.网格划分控制——设置单元属性 3.网格划分控制——Smart Size网格划分控制 SmartSizing——智能网格划分功能，是ANSYS提供的强大的自动网格划分工具，使用Smart Size在很多情况下更有利于在网格生成过程中生成形状合理的单元。ANSYS中有两种SmartSizing控制：基本控制和高级控制。 3.网格划分控制——单元尺寸和形状的控制 如图所示为网格划分工具提供的单元尺寸控制选项，可以对面、线、层和关键点的单元大小进行设置，还可以对全局单元尺寸进行设置。同一个网格区域的面单元可以是三角形或四边形，体单元可以是六面体或四面体形状。 3.网格划分控制——指定网格划分类型 在进行一般的网格控制之前，应该考虑好使用自由网格划分(Free)还是映射网格划分（Mapped)。 自由网格划分操作，对实体模型无任何特殊要求，即使是不规则，也可以进行网格划分。 对面进行网格划分，自由网格可以由三角形或者四边形单元组成，也可由两者混合组成，当面边界上总的单元划分数目为偶数时，面的自由网格划分将全部生成四边形网格，当单元划分数目为奇数时将可能生成三角形网格。而体的自由网格通常只能包含四面体单元。 3.网格划分控制——指定网格划分类型 映射网格划分要求面或者体有规则的形状，即必须满足一定的准则。同时SmartSizing不支持映射网格划分。 面映射网格包括全部是四边形单元或者全部是三角形单元。面接受映射网格划分，必须满足以下条件： ① 该面必须是三条边或四条边。 ② 如果是四条边，对边必须划分为相同数目的单元，或者是划分一过渡型网格。 ③ 如果是三条边，则各边设置的单元划分数必须为偶数且相等，否则ANSYS软件会自动决定单元划分数。 ④ 网格划分必须设置为映射网格。 如果一个面多于四条边，则不能直接用映射网格划分，但可以使某些线相连接，使总线数减小到4条之后再用映射网格划分。 3.网格划分控制——指定网格划分类型 体映射网格全部为六面体单元，体接受映射网格划分，必须满足以下条件： ① 体的外形应为块状（有6个面）、楔形或三棱柱（5个面）、四面体（4个面）。 ② 对边上必须划分相同的单元数，或分割符合过渡网格形式适合六面体网格划分。 ③ 如果是棱柱或四面体，三角形面边界上的单元划分数必须是偶数。即体要满足体的面数不多于6，同时体的各个边界面要满足对面进行映射网格划分的条件。下图所示为体映射网格划分示例。 3.网格划分控制——指定网格划分类型 3.网格划分控制——局部细化网格控制 细化局部网格的过程实际上是将原有的单元进行了剖分。网格细划是在网格划分工具Mesh Tool的局部细化网格控制Refine at下拉列表框中完成，如图所示。在Refine at下拉列表框中可以选择Nodes、Elements、Keypoints、Lines、Areas和All Elems，以确定局部细化网格的部位。 划分网格实例1——2D问题 如图所示六边形薄平板，厚度为1 mm，边长为10 mm，试对平板进行网格划分。 1.划分自由网格 2.划