網格是計算機輔助工程（CAE）模擬過程中不可分割的一部分。網格直接影響到求解精 度、求解收斂性和求解速度。此外，建立網格模型所花費的時間往往是取得 CAE 解決方案所 耗費時間中的一個重要部分。因此，一個越好的自動化網格工具，越能得到好的解決方案。本文重點介紹ANSYS Workbench局部網格劃分方法。

將workbench界面左側工具欄中的“Mesh”拖入至右側空白區域松開鼠標創建一個網格劃分模塊，然后右擊“Mesh”模塊下的“Geometry”導入幾何文件，如圖1所示。

圖1 ANSYS Mesh模塊創建

右擊“Mesh”后，插入網格劃分方法，如圖2所示。

圖2 插入網格劃分方法

ANSYS Mesh網格劃分方法包括自動劃分、四面體、六面體主導、掃略和多區五種網格劃分方法，如圖3所示。

圖3 網格劃分方法

其中掃略的網格劃分方法適用于規則的幾何體（源面和目標面拓撲結構一致），可生成高質量的六面體單元或六面體與棱柱體組合單元；六面體為主導的網格劃分方法適用于形狀較為復雜的體，體表面以六面體劃分，內部不能使用六面體劃分的區域用四面體填充；四面體的網格劃分方法適用于形狀特別復雜的體；多區的網格劃分方法，程序自動把復雜的幾何體切割若干規則的幾何體，然后再使用掃略劃分方法。

圖4列出了采用不同網格劃分方法的得到的有限元模型。

導入至Workbench的幾何模型在某一面上存在細小特征（9個圓圈），如圖5所示。若直接進行網格劃分，會在圓圈附近加密網格，，這樣會使網格數量大大增加，從而延長計算時間。通常的做法是在ANSYS幾何處理模塊（Spaceclaim或DesignModeler）中將這些圓圈事先刪除，然后再進行網格劃分。然而在網格劃分時選用適當的網格劃分方法也是可以起到消除細小特征的作用。

圖5 帶細小特征的幾何模型

下面將介紹可起到消除細小特征的兩種網格劃分方法——四面體獨立網格劃分和多區網格劃分方法。

四面體網格劃分有兩種算法，如圖6所示。一種是一致網格劃分，即劃分的順序為線.>面.>體，此種方法會捕捉細小特征；另外一種是獨立網格劃分，即劃分的順序為體.>面.>線，此種方法會消除細小特征。

圖6 四面體網格劃分方法（一致網格與獨立網格）

下圖分別列出了通過四面體一致網格劃分方法得到的有限元模型和通過四面體獨立網格劃分方法得到的有限元模型。從圖中可以看出，采用四面體獨立網格劃分方法可消除面上存在的細小特征圓圈。

圖7四面體網格劃分方法

對于這個模型在進行多區網格劃分時若采用“Free Mesh Type”的默認設置“Not Allowed”是不能完成網格劃分的，因為幾何體中間部位的外輪廓存在倒角，不能全部掃略成六面體。將“Not Allowed”切換成“Hexa Dominant”或者“Tetra/Pyramid”后，即可順利劃分成圖4（d）所示的有限元模型。從圖4（d）中可以看出，多區網格劃分方法具有消除細小特征的功能。

圖8多區網格劃分方法“Free Mesh Type”設置