一.啥是hypermesh?

      hypermesh是一款專門用于進行各種類型體/面網格剖分的前處理軟件，上圖就是hypermesh的主界面，不知道你在看到這個界面的第一眼后，想要深入了解的欲望還有幾分，反正我當時頓時失去了勇氣，密密麻麻的控件讓我首先聯想到的就是諾基亞的磚頭機，透露著濃濃的上古遺風。好在2019后的版本，集成hypermesh 功能的hyperworks交互界面有了明顯改善，也終于跟上一眾CAE軟件的腳步進入了觸屏時代。當然了，這些都是后話了……

     吐槽歸吐槽，hypermesh還是十分強大的，我還清晰記得一次在FEKO上處理多層超材料結構剖分時的無力而后在hypermesh上處理時的輕松。

為什么要用hypermesh？

     電磁仿真軟件千千萬，基本的操作流程都大同小異，無外乎以下幾個流程：建模->模型前處理->激勵和邊界的設置->求解設置->仿真結果分析。

      其實呢，成熟商業(yè)電磁CAE軟件如HFSS/FEKO/CST等都具備建模和模型前處理的功能，大部分情況下使用者在針對常見的簡單目標的輻射/散射問題仿真求解時，可直接在電磁CAE軟件上完成所有的操作。但是，在針對復雜模型的電磁仿真時，如果試圖直接在CAE軟件上完成建模和前處理工作，將會變的十分低效甚至于無法完成。此時，你需要更加專業(yè)的工具來完成這兩項工作：1）CAD用來復雜模型建模；2）hypermesh進行復雜模型的前處理。

     模型前處理主要包含三個部分工作：1）模型簡化，即對模型的那些基本不影響仿真結果的細節(jié)結構進行簡化，從而優(yōu)化網格性態(tài)，提高計算效率；2）缺陷修復，就是將模型導入過程中產生的結構缺陷進行修復；3）網格剖分，按照計算的需要，完成模型網格的剖分。 這些工作均可以在hypermesh中完成。

二.如何使用hypermesh?

      利用hypermesh進行模型前處理的步驟大致可以分為4步：模型導入->幾何清理->網格剖分->導入FEKO，大致的操作流程可以參考下面2個框圖。

 

      具體的操作流程可以移步B站，觀看教學視頻，此處不在贅述。

                                             天線布局仿真hypermesh+FEKO

      本文，作者僅就具體流程中的一些細節(jié)問題略作說明：

Step1:模型導入

      模型導入，選擇import geometry，然后清空原模型路徑，在打開現模型所在文件夾進行選擇。

Step2:幾何清理1-抽取外殼

     FEKO中MOM以及MLFMM算法僅針對面進行剖分，因此無需保留體模型，可以在hypermesh中先將體模型刪除，具體操作為：

     其中面/線/剖分單元均可采用此方式進行刪除操作。

Step3:幾何清理2-細節(jié)清理

     細節(jié)處理是模型前處理中至關重要一步，主要目的是清楚結構模型中那些對電磁求解結果影響較小但是卻對網格質量和計算精度/收斂性等有著明顯影響的細節(jié)結構進行清理，簡化模型。主要的清理對象有：1）螺孔/螺栓；2）尺寸較小的孔/縫結構；3）倒圓/倒角的修改等。

Step4:幾何清理3-拓撲關系修復

    拓撲關系指的是相鄰面之間的連接關系，分為四種拓撲關系：自由邊，T型連續(xù)，共享邊以及壓縮邊。其中拓撲關系修復中，重點需要關注紅色自由邊，如果多個面相交，絞線為紅色自由邊，則需要對該處進行修復，直至變?yōu)辄S色或綠色。通過調節(jié)視圖模式，可以方便顯示全局的拓撲關系，已確認是否完成全部修復。

 

Step5:網格剖分

     網格剖分之前，需要先對模型進行分組，分組的目的主要是為了方便在CAE仿真軟件中為不同區(qū)域進行材料屬性的設置。對于面網格，材料的屬性主要取決于材料的前向-本體-后向分別是是么樣的屬性，這與體模型僅需要設置本體的材料屬性有所不同。（具體分組方法見視頻）

       對于基于MOM/MLFMM算法的FEKO來說，剖分網格為三角面網格，至于網格的剖分尺寸的選擇可以參考往期文章。                          

                                                                      網格與剖分  

Step6:導入FEKO，設置材料屬性

     HM導出的網格可以直接導入FEKO進行仿真計算，模型導入后，首先需要對模型進行檢查：1）尺寸檢查，檢查模型尺寸是否正確，因為模型導入時常會因為單位不統(tǒng)一導致，模型尺寸放大/縮小一定倍數，可以通過tansform->scaler進行等比例的放大/縮小；2）法向檢查，FEKO中，表面法向可以有兩種方法查看：1）display option中，通過surface normal colour或element normal來區(qū)分；2）通過triangel中勾選normals來查看剖分單元法向，其中紅色箭頭代表法向指向。

     完成模型檢查后，就可以通過網格前向-本體-后向屬性的設置，完成材料設置。

 

 

   如此這般，便完成了一個模型前處理的全流程，此后便是在CAE軟件中開始愉快仿真了哈！

四.hypermesh進階之路

    以上內容的學習，結合一些簡單模型的修復實踐，你應該也可以和我一樣，可以熟練的進行一些簡單的模型修復（幾何清理，平面修補，拓撲關系修復等）以及網格剖分工作。

    如果說，你不滿足于此，想要實現對更為復雜的模型進行前處理，此時你還需要掌握一些諸如復雜曲面的修補，點/線/面結構的構建，網格檢查與優(yōu)化等等更加高級的操作。相關操作的教學視頻可以參考以下視頻：

                                                              hypermesh高級培訓

    如果說，你還不滿足，還想要逐步構建起對hypermesh更加系統(tǒng)的認識，此時你可能需要一些更加系統(tǒng)/基礎的教學視頻，如此方能行穩(wěn)致遠………

                                                               Hypermesh基礎培訓

   如果說，你還還不滿足，想要在仿真學習的道路上獲得持續(xù)的buff加持，此時，何不妨點個關注，讓我們一起在仿真的世界里建構萬丈高樓。如此，你看可好……..

PS：文中部分圖片摘自Alatir官方培訓材料，視頻中案例模型以及培訓材料見官方文件夾。