四面體網格,六面體網格,低高階單元,對比研究

00 網格怎么選

四面體網格適應性強,自動化高。六面體網格雖然質量高,但劃分起來更麻煩。到底該怎么選擇?本文用一個例子進行對比研究。

01 幾何模型

四面體網格,六面體網格,低高階單元,對比研究的圖1

02 部分網格展示

四面體網格,六面體網格,低高階單元,對比研究的圖2

四面體網格,六面體網格,低高階單元,對比研究的圖3

四面體網格,六面體網格,低高階單元,對比研究的圖4

四面體網格,六面體網格,低高階單元,對比研究的圖5

04 用低階六面體單元進行仿真計算

某兩點的位移隨節點數的變化趨勢:

四面體網格,六面體網格,低高階單元,對比研究的圖6

四面體網格,六面體網格,低高階單元,對比研究的圖7

某應力梯度較小位置的應力隨節點數的變化趨勢:

四面體網格,六面體網格,低高階單元,對比研究的圖8

某應力梯度較大位置的應力隨節點數的變化趨勢:

四面體網格,六面體網格,低高階單元,對比研究的圖9

05 用高階六面體單元進行仿真計算

某兩點的位移隨節點數的變化趨勢:

四面體網格,六面體網格,低高階單元,對比研究的圖10

四面體網格,六面體網格,低高階單元,對比研究的圖11

某應力梯度較小位置的應力隨節點數的變化趨勢:

四面體網格,六面體網格,低高階單元,對比研究的圖12

某應力梯度較大位置的應力隨節點數的變化趨勢:

四面體網格,六面體網格,低高階單元,對比研究的圖13

06 六面體單元的相關結論

    01 位移結果可靠,節點數和單元階數的影響較?。?br>

    02 應力梯度較小位置的應力結果可靠,節點數和單元階數的影響較?。?/p>

    03 應力梯度較大位置的應力結果不可靠,節點數和單元階數的影響較大;

四面體網格,六面體網格,低高階單元,對比研究的圖14

07 四面體單元仿真計算與相關結論

四面體網格,六面體網格,低高階單元,對比研究的圖15

    01 高階四面體單元的位移結果可靠,節點數的影響較小;

    02 低階四面體單元的位移結果不可靠,建議不要使用;

    03 高階單元在應力梯度較小位置的應力結果可靠,節點數的影響較??;

    04 低階單元在應力梯度較小位置的應力結果不可靠,建議不要使用;

    05 應力梯度較大位置的應力結果不可靠,節點數和單元階數的影響較大;

08 總結論

01 在結構有限元分析中,建議不要使用低階四面體單元;

02 對于位移結果來說,六面體單元,高階四面體單元的求解都是可靠的,并且節點數影響較小。

03 在應力梯度較小位置,六面體單元,高階四面體單元的求解都是可靠的,并且節點數影響較小。

04 在應力梯度較大位置,高階單元的應力結果比低階單元大;

05 在應力梯度較大位置,細密網格的應力結果比稀疏網格大;

建議:

 01 如果幾何模型規則,很容易得到六面體網格,則首選六面體網格;

 02 如果幾何模型不規則,在計算機性能允許下,完全可以使用高階面體網格;

ps:實際工作中,幾何模型一般都是不規則的,所以高階面體網格可以是最常用的;一般使用技巧就是,在應力梯度小的部分,網格可以適當稀疏;在應力梯度大并且關心的部分,網格必須進行細化。這樣的網格,既能控制節點總量不至于超量,也可以得到可靠的位移應力結果。

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