《有限元分析技术》课件_第五章 网格划分.pptx

5.1网格划分平台

5.23D几何网格划分

5.3网格参数设置

5.3.1缺省参数设置

5.3.2尺寸控制

5.3.3膨胀控制

5.3.4高级设置

5.3.5网格信息

;5.1网格划分平台;ANSYSWorkbench17.0中提供ANSYSMeshing应用程序的目标是实现通用的网格划分格局。网格划分工具包括FEA仿真和CFD分析，它们可以在任何分析类型中使用。

·??FEA仿真：包括结构动力学分析、显示动力学分析、电磁场分析等。

·?CFD分析：包括ANSYSCFX、ANSYSFLUENT等。

1.?Meshing操作环境介绍

ANSYSMeshing主界面如图5-1所示，它由菜单栏、工具栏、模型树、详细设置窗口等组成。;1)?Edit菜单

图5-2所示为Edit菜单，Edit菜单中包含操作工程结果数据的一系列命令，包括复制、不带结果文件的复制、拷贝、剪切、粘贴、删除及选择所有共7个子菜单。

Edit菜单只有当一个工程仿真计算完成后才会显示，如果为完成一个完整的工程数据计算，则Edit菜单为灰色不可选择状态。;?DuplicateWithoutResults：单击此命令后，会将选中已经计算完成的后处理命令复制一份，此时需要用户单击Solve按钮进行后处理计算，其名称会自动在后面添加一位数字，如图5-4所示。;2.网格划分特点

在ANSYSWorkbench中进行网格划分，具有以下特点：

(1)?ANSYS网格划分的应用程序采用的是DivideConquer方法。

(2)?几何体的各部件可以使用不同的网格划分方法，亦即不同部件的体网格可以不匹配或不一致。

(3)?所有网格数据需要写入共同的中心数据库。

(4)?3D和2D几何体拥有各种不同的网格划分方法。

;(1)自动划分法。自动设置四面体或扫掠网格划分，如果体是可扫掠的，则体将被扫掠划分网格，否则将使用Tetrahedrons下的PatchConforming网格划分器来划分网格。同一部件的体具有一致的网格单元。

(2)四面体划分法。四面体划分法包括PatchConforming划分法及PatchIndependent划分法。四面体划分法的参数设置如图5-7所示。

;(3)六面体主导法。首先生成四边形主导的面网格，然后得到六面体，最后根据需要填充棱锥和四面体单元。该方法适用于不可扫掠的体或内部容积大的体，而对体积和表面积比较小的薄复杂体、CFD无边界层的识别无用。

(4)扫掠???分法。通过扫掠的方法进行网格划分，网格多是六面体单元，也可能是楔形体单元。

(5)多区划分法。多区及扫掠划分网格是一种自动几何分解方法。使用扫掠方法时，元件要被切成三个体来得到纯六面体网格。

2)面体或壳二维几何划分

对于面体或壳二维几何，ANSYSWorkbench17.0提供的网格划分方法包括：四边形单元主导、三角形单元、均匀四边形/三角形单元和均匀四边形单元。;2)网格划分的注意事项

(1)网格划分时需要注意细节，几何细节是和物理分析息息相关的，不必要的细节会大大增加分析需求。

(2)需要注意网格细化，复杂应力区域等需要较高密度的网格。

(3)需要注意效率，大量的单元需要更多的计算资源，网格划分时需要在分析精度和资源使用方面进行权衡。

(4)需要注意网格质量，在网格划分时，复杂几何区域的网格单元会变扭曲，由此导致网格质量降低，劣质的单元会导致较差的结果，甚至在某些情况下得不到结果。在ANSYSWorkbench17.0中有很多方法可用来检查单元网格的质量。

5.网格划分流程

在ANSYSWorkbench17.0中，网格的划分流程如下：

(1)设置划分网格目标的物理环境。

(2)设定网格的划分方法。

(3)设置网格参数(尺寸、控制、膨胀等)。

(4)创建命名选项。

;6.网格尺寸策略

不同类型的分析系统，网格尺寸的控制策略也不同，下面简单介绍力学分析及CFD分析的网格尺寸策略。

1)力学分析网格尺寸策略

(1)利用最小输入的有效方法来解决关键的特征。

(2)定义或接受少数全局网格尺寸并设置默认值。

(3)利用Relevance和RelevanceCenter进行全局网格调整。

(4)根据需要可对体、面、边、影响球定义尺寸，可以对网格生成的尺寸施加更多的控制。

2)?CFD分析网格尺寸策略

(1)在必要的区域依靠AdvancedSizeFunctions细化网格，其中默认为Curvature，根据需要可以选择Proximity。

(2)识别模型的最小特征：设置能有效识别特征的最小尺寸；如果网格过于细化，则需