干貨 | ANSYS Workbench全局網(wǎng)格劃分方法介紹

一葉_4024

2020年7月1日 17:08

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網(wǎng)格是計算機輔助工程（CAE）模擬過程中不可分割的一部分。網(wǎng)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(wǎng)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(wǎng)格工具，越能得到好的解決方案。本文重點介紹ANSYS Workbench全局網(wǎng)格劃分方法。

1、ANSYSMesh模塊創(chuàng)建

將workbench界面左側(cè)工具欄中的“Mesh”拖入至右側(cè)空白區(qū)域松開鼠標(biāo)創(chuàng)建一個網(wǎng)格劃分模塊，然后右擊“Mesh”模塊下的“Geometry”導(dǎo)入幾何文件，如圖1所示。

圖1 ANSYS Mesh模塊創(chuàng)建

2.ANSYS Mesh不同物理場

ANSYS Workbench Mesh集成了ICEM CFD、TGRID、CFX-MESH和GAMBIT強大的網(wǎng)格劃分功能。【Mesh】中可根據(jù)不同的物理場和求解器生成網(wǎng)格，物理場有結(jié)構(gòu)場、流場和電磁場，結(jié)構(gòu)場求解可以采用顯式動力算法和隱式算法。不同的物理場對網(wǎng)格的要求不一樣，通常流場的網(wǎng)格比結(jié)構(gòu)場要細(xì)密得多，結(jié)構(gòu)場中“Nonlinear Mechanical”網(wǎng)格質(zhì)量比“Mechanical”的網(wǎng)格質(zhì)量要高。

圖2 ANSYS Mesh不同物理場

圖3列出了“Nonlinear Mechanical”與“Mechanical”兩種網(wǎng)格劃分方法所得到的網(wǎng)格質(zhì)量對比，可以看出，由“Nonlinear Mechanical”得到的網(wǎng)格質(zhì)量比“Mechanical”得到的網(wǎng)格質(zhì)量更高。

圖3 “Nonlinear Mechanical”與“Mechanical”網(wǎng)格質(zhì)量對比

3.Size Function控制方法

Size Function控制方法主要有Adaptive、Curvature、Proximity、Proximity and Curvature，如圖4所示。其中Adaptive是自適應(yīng)網(wǎng)格劃分方法；Curvature是由曲率法確定（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)格會做的比較漂亮，會自動地加密；Proximity是對網(wǎng)格劃分算法添加更好的處理臨近部位的網(wǎng)格，即控制模型鄰近區(qū)網(wǎng)格的生成，主要適用于窄/薄處的網(wǎng)格生成。對于狹長/細(xì)長的幾何體，網(wǎng)格會做的比較好；Proximity and Curvature綜合前面兩種網(wǎng)格劃分方法，適用于比較復(fù)雜的幾何體。

圖4 Size Function控制方法

下圖列出了“Adaptive”與“Proximity”兩種網(wǎng)格劃分方法得到的網(wǎng)格質(zhì)量對比，可以看出，通過Proximity得到的網(wǎng)格質(zhì)量明顯優(yōu)于通過Adaptive得到的網(wǎng)格質(zhì)量，且通過Proximity得到的網(wǎng)格在模型的厚度方向上超過三層，也進(jìn)一步保證了仿真結(jié)果的準(zhǔn)確性。因為實體網(wǎng)格只具有X、Y和Z三個方向上的平動自由度，不具有這三個方向上的旋轉(zhuǎn)自由度，若在模型在厚度方向上只有一層或兩層網(wǎng)格，則難以捕捉實體模型的彎曲效應(yīng)。