ANSYS-Meshing-高级网格划分技术演示教学课件.ppt

1、1 2016 ANSYS,Inc.December 3,2022ANSYS ConfidentialANSYS Meshing 高级网格划分技术高级网格划分技术2 2016 ANSYS,Inc.December 3,2022ANSYS Confidential目录目录CONTENTSq 网格划分流程网格划分流程1全局网格控制全局网格控制3网格质量检查网格质量检查5网格划分方法网格划分方法2局部网格控制局部网格控制4模型装配模型装配63 2016 ANSYS,Inc.December 3,2022ANSYS Confidential直接集成在直接集成在ANSYSY Workbench下的通用网格

2、划分平台下的通用网格划分平台能进行结构、流体、电磁等多物理场的网格划分能进行结构、流体、电磁等多物理场的网格划分ANSYS Meshing介绍介绍4 2016 ANSYS,Inc.December 3,2022ANSYS Confidential目录目录CONTENTSq 网格划分流程网格划分流程1全局网格控制全局网格控制3网格质量检查网格质量检查5网格划分方法网格划分方法2局部网格控制局部网格控制4模型装配模型装配65 2016 ANSYS,Inc.December 3,2022ANSYS Confidential网格划分流程网格划分流程6 2016 ANSYS,Inc.December 3

3、,2022ANSYS Confidential目录目录CONTENTSq 网格划分流程网格划分流程1全局网格控制全局网格控制3网格质量检查网格质量检查5网格划分方法网格划分方法2局部网格控制局部网格控制4模型装配模型装配67 2016 ANSYS,Inc.December 3,2022ANSYS Confidentialu 三维网格三维网格1.四面体网格划分四面体网格划分2.扫略网格划分扫略网格划分3.多区网格划分多区网格划分4.六面体为主网格划分六面体为主网格划分5.自动网格划分自动网格划分u 二维网格二维网格1.四边形为主网格划分四边形为主网格划分2.三角形网格划分三角形网格划分3.多区四

4、边形多区四边形/三角形网格划分三角形网格划分8 2016 ANSYS,Inc.December 3,2022ANSYS ConfidentialPatch Conforming 算法算法u自底而上划分方法自底而上划分方法u所有几何边界均可被表达所有几何边界均可被表达u对几何模型的质量有一定的要求，对几何模型的质量有一定的要求，需要一定量的几何清理工作需要一定量的几何清理工作四面体网格划分四面体网格划分Patch Independent 算法算法u自顶而下划分方法自顶而下划分方法u几何边界可能会被忽略几何边界可能会被忽略u对质量差的几何模型容忍度更高对质量差的几何模型容忍度更高考虑几何的线和面生

5、成表面网格，然后由考虑几何的线和面生成表面网格，然后由表面网格生成体网格表面网格生成体网格先生成体网格，再映射到面和线产生表面先生成体网格，再映射到面和线产生表面网格网格9 2016 ANSYS,Inc.December 3,2022ANSYS Confidentialu生成源面表面网格，然后沿扫略路径扫略到目标面生成源面表面网格，然后沿扫略路径扫略到目标面u一个可扫略体只允许有一个源面和一个目标面（薄扫略除外）一个可扫略体只允许有一个源面和一个目标面（薄扫略除外）u可得到六面体和三棱柱网格可得到六面体和三棱柱网格u需要对几何模型进行分解需要对几何模型进行分解扫略网格划分扫略网格划分10 20

6、16 ANSYS,Inc.December 3,2022ANSYS Confidentialu基于基于ICEM CFD Hexa的分块原理，自动虚拟地将几何分解的分块原理，自动虚拟地将几何分解u允许几何拥有多个源面和目标面允许几何拥有多个源面和目标面u可得到六面体和三棱柱网格可得到六面体和三棱柱网格u对于较简单的几何，可减少模型的分解而得到六面体网格对于较简单的几何，可减少模型的分解而得到六面体网格多区域网格划分多区域网格划分11 2016 ANSYS,Inc.December 3,2022ANSYS Confidentialu以六面体为主，混搭四面体、三棱柱和金字塔网格以六面体为主，混搭四面

7、体、三棱柱和金字塔网格u常用于不易划分六面体网格却又希望尽可能得到六面体的几何模型常用于不易划分六面体网格却又希望尽可能得到六面体的几何模型六面体为主网格划分六面体为主网格划分12 2016 ANSYS,Inc.December 3,2022ANSYS Confidentialu四面体网格划分（四面体网格划分（Patch Conforming）与扫略网格划分的组合）与扫略网格划分的组合u根据几何的复杂程度，自动识别可扫略体进行扫略划分，其余划分四面体根据几何的复杂程度，自动识别可扫略体进行扫略划分，其余划分四面体自动网格划分自动网格划分13 2016 ANSYS,Inc.December 3,

8、2022ANSYS Confidentialu四边形为主网格划分四边形为主网格划分-程序默认划分方法程序默认划分方法u三角形网格划分三角形网格划分-划分纯三角形网格划分纯三角形网格u多区四边形多区四边形/三角形网格划分三角形网格划分-划分边长均一的四边形划分边长均一的四边形/三角形网格三角形网格二维网格划分二维网格划分14 2016 ANSYS,Inc.December 3,2022ANSYS Confidential目录目录CONTENTSq 网格划分流程网格划分流程1全局网格控制全局网格控制3网格质量检查网格质量检查5网格划分方法网格划分方法2局部网格控制局部网格控制4模型装配模型装配61

9、5 2016 ANSYS,Inc.December 3,2022ANSYS ConfidentialMechanical设置设置CFD设置设置物理环境物理环境u不同的物理场分析对于网格的要求不一样不同的物理场分析对于网格的要求不一样uMechanicaluElectromagneticsuCFDuExplicit16 2016 ANSYS,Inc.December 3,2022ANSYS Confidentialu拖动相关性滑块和调整关联中心等级可调整网格疏密拖动相关性滑块和调整关联中心等级可调整网格疏密相关性和关联中心相关性和关联中心17 2016 ANSYS,Inc.December 3,

10、2022ANSYS Confidentialu设定模型总体的单元尺寸大小设定模型总体的单元尺寸大小u默认值由相关性和初始尺寸种子决定默认值由相关性和初始尺寸种子决定u当高级尺寸功能关闭时才适用当高级尺寸功能关闭时才适用全局单元尺寸全局单元尺寸18 2016 ANSYS,Inc.December 3,2022ANSYS Confidentialu 平滑平滑-平滑网格是通过移动周围节点和单元的节点位置来改进网格质量平滑网格是通过移动周围节点和单元的节点位置来改进网格质量1.中等中等(Mechanical,CFD,Emag)2.高等高等(Explicit)u 过渡过渡-控制邻近单元控制邻近单元1.缓

11、慢产生网格过渡缓慢产生网格过渡(CFD,Explicit)2.快速产生网格过渡快速产生网格过渡(Mechanical,Emag)平滑和过渡平滑和过渡19 2016 ANSYS,Inc.December 3,2022ANSYS Confidentialu网格在弯曲区域细分，直到单独单元跨越这个圆角网格在弯曲区域细分，直到单独单元跨越这个圆角1.粗糙粗糙 91 602.中等中等 75 243.细化细化 36 12跨角中心跨角中心20 2016 ANSYS,Inc.December 3,2022ANSYS Confidentialu Curvature-调整曲率法向角，细化转角处网格调整曲率法向角，

12、细化转角处网格u Proximity-控制狭缝间的网格层数控制狭缝间的网格层数高级尺寸功能高级尺寸功能高级尺寸功能关闭高级尺寸功能关闭高级尺寸功能打开高级尺寸功能打开CurvatureCurvature and Proximity21 2016 ANSYS,Inc.December 3,2022ANSYS Confidential目录目录CONTENTSq 网格划分流程网格划分流程1全局网格控制全局网格控制3网格质量检查网格质量检查5网格划分方法网格划分方法2局部网格控制局部网格控制4模型装配模型装配622 2016 ANSYS,Inc.December 3,2022ANSYS Confide

13、ntialu定义体、面、线尺寸，优先级为：定义体、面、线尺寸，优先级为：线面体全局线面体全局u定义尺寸方法有：定义尺寸方法有：1.单元尺寸单元尺寸2.线份数线份数3.影响球影响球4.影响体影响体尺寸尺寸23 2016 ANSYS,Inc.December 3,2022ANSYS Confidentialu使部件间接触面、边的单元尺寸近似一致使部件间接触面、边的单元尺寸近似一致接触尺寸接触尺寸24 2016 ANSYS,Inc.December 3,2022ANSYS Confidentialu细化面、线上已经划分好的网格细化面、线上已经划分好的网格u常应用于已经划分好的初始网格后常应用于已经划

14、分好的初始网格后u根据细化的程度，有根据细化的程度，有“13”三个等级供选择三个等级供选择网格细化网格细化25 2016 ANSYS,Inc.December 3,2022ANSYS Confidentialu在指定的映射面上生成结构化网格在指定的映射面上生成结构化网格u可通过设置转角点来调整映射方式可通过设置转角点来调整映射方式u可指定映射面上网格的层数可指定映射面上网格的层数映射面网格映射面网格26 2016 ANSYS,Inc.December 3,2022ANSYS Confidentialu常用于周期对称模型的周期面或线上，使面、线对的网格匹配常用于周期对称模型的周期面或线上，使面、

15、线对的网格匹配u周期面可以是旋转周期面，也可以是对称周期面周期面可以是旋转周期面，也可以是对称周期面匹配控制匹配控制27 2016 ANSYS,Inc.December 3,2022ANSYS Confidentialu通过收缩容差退化狭长的线面，改善网格质量通过收缩容差退化狭长的线面，改善网格质量u收缩容差建议小于最小特征尺寸收缩容差建议小于最小特征尺寸收缩控制收缩控制28 2016 ANSYS,Inc.December 3,2022ANSYS Confidentialu扫略型网格应用于线上，非扫略型网格应用于面上扫略型网格应用于线上，非扫略型网格应用于面上u作为流体网格的边界层作为流体网格

16、的边界层u提高结构分析的表面计算精度提高结构分析的表面计算精度膨胀膨胀29 2016 ANSYS,Inc.December 3,2022ANSYS Confidential目录目录CONTENTSq 网格划分流程网格划分流程1全局网格控制全局网格控制3网格质量检查网格质量检查5网格划分方法网格划分方法2局部网格控制局部网格控制4模型装配模型装配630 2016 ANSYS,Inc.December 3,2022ANSYS Confidentialu单元质量单元质量u纵横比纵横比u雅可比雅可比u扭曲因子扭曲因子u平行误差平行误差u最大拐角最大拐角u偏斜偏斜网格质量指标网格质量指标偏斜偏斜31 2

17、016 ANSYS,Inc.December 3,2022ANSYS Confidentialu不同的分析类型对于网格的质量要求也不一致不同的分析类型对于网格的质量要求也不一致分析类型对网格质量的要求分析类型对网格质量的要求32 2016 ANSYS,Inc.December 3,2022ANSYS Confidentialu几何模型：小边、狭长面、缝隙、尖锐角等几何模型：小边、狭长面、缝隙、尖锐角等u网格划分方法的选择网格划分方法的选择u网格尺寸的设置网格尺寸的设置影响网格质量的因素影响网格质量的因素“虚拟拓扑虚拟拓扑”虚拟地把小边、狭长面等合并，避免质量差的网格产生虚拟地把小边、狭长面等合

18、并，避免质量差的网格产生无虚拟拓扑无虚拟拓扑有虚拟拓扑有虚拟拓扑33 2016 ANSYS,Inc.December 3,2022ANSYS Confidential虚拟拓扑虚拟拓扑“虚拟拓扑虚拟拓扑”被增加在被增加在“Model”的分支下的分支下:个体的虚拟实体并没有出现在模型树中。取而代之，个体的虚拟实体并没有出现在模型树中。取而代之，在细节窗口中的统计版面列出了虚拟实体在细节窗口中的统计版面列出了虚拟实体基于细节的设置，一个自动的虚拟拓扑技术将会尝基于细节的设置，一个自动的虚拟拓扑技术将会尝试着去创建虚拟目标。试着去创建虚拟目标。自动虚拟拓扑自动虚拟拓扑:Low,Medium,High:

19、虚拟拓扑的等级虚拟拓扑的等级 Edges Only:搜寻临近的边去结合搜寻临近的边去结合34 2016 ANSYS,Inc.December 3,2022ANSYS ConfidentialVirtual Cell虚拟拓扑虚拟拓扑35 2016 ANSYS,Inc.December 3,2022ANSYS Confidential目录目录CONTENTSq 网格划分流程网格划分流程1全局网格控制全局网格控制3网格质量检查网格质量检查5网格划分方法网格划分方法2局部网格控制局部网格控制4模型装配模型装配636 2016 ANSYS,Inc.December 3,2022ANSYS Confide

20、ntial模型装配模型装配通过使用通过使用External Model 系统，我们能系统，我们能够将网格数据文件够将网格数据文件(*CDB格式，包含实格式，包含实体模型和壳模型体模型和壳模型)导导入入Workbench 中中如果导入模型是几何如果导入模型是几何体的话，那么接触检体的话，那么接触检测也会发生测也会发生37 2016 ANSYS,Inc.December 3,2022ANSYS ConfidentialWB系统能够被结合组装。几何，网系统能够被结合组装。几何，网格和集合能够重新得到格和集合能够重新得到模型装配模型装配38 2016 ANSYS,Inc.December 3,2022

21、ANSYS ConfidentialWorkshop-Meshing Control使用使用ANSYS 结构网格控制技术来提高模型的网格质量结构网格控制技术来提高模型的网格质量问题描述：问题描述：某一螺线管的某一螺线管的CAD模型模型先采用默认选项来划分模型的网格，并检测结果；然后增加网格控制技术先采用默认选项来划分模型的网格，并检测结果；然后增加网格控制技术去更改不同区域的网格去更改不同区域的网格39 2016 ANSYS,Inc.December 3,2022ANSYS Confidential1.2.3.创建分析项目，导入模型创建分析项目，导入模型40 2016 ANSYS,Inc.De

22、cember 3,2022ANSYS Confidential使用使用US单位单位(in,lbm,lbf,F,s,A,V)“RMB Generate Mesh”使用默认选项去生成网格使用默认选项去生成网格4.5a.5b.“Statistics Mesh Metric”选择选择“Element Quality”.41 2016 ANSYS,Inc.December 3,2022ANSYS Confidential6.7.在在“Sizing”下设置下设置“Relevance Center”to“Medium”模型中存在一长条面，影响网格质量模型中存在一长条面，影响网格质量42 2016 ANSYS

23、,Inc.December 3,2022ANSYS Confidential虚拟拓扑虚拟拓扑Model RMB Insert Virtual Topology.由于这些小面与边界很近，因此我们采用由于这些小面与边界很近，因此我们采用virtual cells技术将它们合并。技术将它们合并。SideSliver8.9a.9b.9c.创建创建Virtual Cells:a.选择小条形面选择小条形面b.摁住摁住CTRL键，选键，选择临近的面择临近的面c.RMB Insert Virtual Cell43 2016 ANSYS,Inc.December 3,2022ANSYS Confidential

24、采用上面的技采用上面的技术继续后面术继续后面5个个拓扑拓扑10.a.选择选择3个平面个平面b.RMB Insert Face Meshing.c.RMB Generate Mesh.11c.11b.11a.虚拟拓扑虚拟拓扑44 2016 ANSYS,Inc.December 3,2022ANSYS Confidential面尺寸控制面尺寸控制12.在所选择的面上进行网格控制在所选择的面上进行网格控制:a.选择绿色面选择绿色面b.RMB Insert Sizing.c.设置单元尺寸设置单元尺寸Element Size=0.03.d.设置行为设置行为 Behavior=“Hard”.13.重画网格

25、重画网格 RMB Generate Mesh.12a.12d.12c.12b.13.45 2016 ANSYS,Inc.December 3,2022ANSYS Confidential边尺寸控制边尺寸控制14.在所选择的边上进行网格控制在所选择的边上进行网格控制:a.选择绿色的选择绿色的4条边条边Select the 4 edges of the gusset shown here.b.RMB Insert Sizing.c.改变改变“Type”为为“Number of Divisions”.d.设置设置Number of Divisions=25.e.设置设置Behavior=“Hard”

26、.15.重画网格重画网格 RMB Generate Mesh.14a.14b.15.14d.14c.14e.46 2016 ANSYS,Inc.December 3,2022ANSYS Confidential边尺寸控制边尺寸控制对比最初的和最终的对比最初的和最终的mesh metric可以发现，网格质量有了一定的改善。可以发现，网格质量有了一定的改善。Original Mesh MetricFinal Mesh Metric47 2016 ANSYS,Inc.December 3,2022ANSYS ConfidentialAVI视频视频48 2016 ANSYS,Inc.December 3,2022ANSYS Confidential