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網(wǎng)格質(zhì)量的案例

認識網(wǎng)格1 | “質(zhì)量差”的網(wǎng)格不一定是差網(wǎng)格
小結(jié) 本文通過一個簡單軸類結(jié)構(gòu)的兩種網(wǎng)格對比了解到:從網(wǎng)格質(zhì)量檢查角度來說,不合格的網(wǎng)格整體上看不一定就是差的網(wǎng)格;將質(zhì)量好的網(wǎng)格放在主傳力路徑上,對于非主傳力路徑上的網(wǎng)格可以適當(dāng)降低質(zhì)量要求。 來源于:仿真求知之路 作者ansys-聰聰
質(zhì)量差”的網(wǎng)格不一定是差網(wǎng)格
小結(jié) 本文通過一個簡單軸類結(jié)構(gòu)的兩種網(wǎng)格對比了解到:從網(wǎng)格質(zhì)量檢查角度來說,不合格的網(wǎng)格整體上看不一定就是差的網(wǎng)格;將質(zhì)量好的網(wǎng)格放在主傳力路徑上,對于非主傳力路徑上的網(wǎng)格可以適當(dāng)降低質(zhì)量要求。 文章來源仿真求知之路
關(guān)于2D網(wǎng)格單元的質(zhì)量檢測標準和網(wǎng)格質(zhì)量的改善方法
通常來講,在劃分網(wǎng)格之前我們首先要確定網(wǎng)格質(zhì)量標準,具體的網(wǎng)格質(zhì)量標準有如下幾項:(以汽車白車身的網(wǎng)格劃分經(jīng)驗為例,目標單元長度為8mm) 1、Min Size(最小單元長度):3mm 2、Max Size(最大單元長度):12mm 3、Aspect Ratio(單元長寬比):小于5 (單元最長邊與最短邊的比值) 4、Warpage(翹曲度):小于15° (單元偏離平面的量) 5、Max Interior Angle Quad(四邊形網(wǎng)格單元最大內(nèi)角):140° 6、Min Interior Angle Quad(四邊形網(wǎng)格單元最小內(nèi)角):40° 7、Max Interior Angle Tria(三角形網(wǎng)格單元最大內(nèi)角):120° 8、Min Interior Angle Tria(三角形網(wǎng)格單元最小內(nèi)角):30° 9、Skew(單元歪斜角):小于40° (單元的扭曲角) 10、Jacobian(雅克比):大于0.7 11、Chordal Deviation(弦差):一般不考慮 12、% of Trias(三角形網(wǎng)格單元在總的網(wǎng)格里面所占的比例):小于5%
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[問題討論]使用ICEM繪制非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格時,如何提高網(wǎng)格質(zhì)量
1.流域交界面中的兩個面網(wǎng)格單元數(shù)應(yīng)該基本相等,在ICEM中生成網(wǎng)格時,你所定義的每個面的網(wǎng)格單元數(shù)都會在命令框顯示出來,你只需要通過觀看兩個交界面的網(wǎng)格數(shù),就可以保證滿足這個條件。當(dāng)交界面兩邊網(wǎng)格數(shù)相差太大時,需要重新調(diào)整網(wǎng)格尺度,滿足此條件。 2. 網(wǎng)格質(zhì)量不好時,可以通過光順網(wǎng)格來使網(wǎng)格矢量得到進一步的提高,光順的迭代步數(shù)可以稍微提高一些。 3. 當(dāng)加了邊界層網(wǎng)格時,網(wǎng)格質(zhì)量一般會下降,邊界層網(wǎng)格只在你比較關(guān)注標準壁面函數(shù)時有用,即y+值,這個只和第一層網(wǎng)格有關(guān),如果對壁面沒有太大要求,可以不加邊界層,這樣就可以通過去掉邊界層改善網(wǎng)格質(zhì)量。 4. 網(wǎng)格質(zhì)量檢查的時候如果有少量網(wǎng)格質(zhì)量比較低,可以通過調(diào)整不好的網(wǎng)格節(jié)點,操作步驟為選中質(zhì)量不好的網(wǎng)格,其會在圖中高亮顯示,然后選Edit Mesh--Move nodes,然后選中三角形節(jié)點,調(diào)整網(wǎng)格盡量為等邊三角形,然后顯示網(wǎng)格,再進行光順,即可改善網(wǎng)格質(zhì)量。如果還不行,可以通過將局部網(wǎng)格不好的地方的網(wǎng)格最大尺度變小,即在定義prim layer設(shè)置中,將max size調(diào)下即可。 5.ICEM網(wǎng)格質(zhì)量提高方法: 檢查網(wǎng)格時,需要檢測的網(wǎng)格類型: TETRA_4:四面體網(wǎng)格單元 TRI_3:三角形網(wǎng)格單元 PENTA_6:三棱柱網(wǎng)格單元 第一步:生成邊界層后將邊界層網(wǎng)格(三棱柱體網(wǎng)格和四邊形面網(wǎng)格)固定,然后對其余的網(wǎng)格smooth; 第二步:對所有的網(wǎng)格進行smooth。 這樣可以稍微改善一下網(wǎng)格質(zhì)量。 本文來源:知乎,作者:楊淑娟。原始鏈接:https://www.zhihu.com/question/20851390/answer/26152732。著作權(quán)歸作者所有。商業(yè)轉(zhuǎn)載請聯(lián)系作者獲得授權(quán),非商業(yè)轉(zhuǎn)載請注明出處。
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網(wǎng)格質(zhì)量圖1
準確性、收斂性和網(wǎng)格質(zhì)量
首先,他們的目標是“用好提供給我們的網(wǎng)格”。(這類似于 Pointwise 處理 CAD 幾何體的方法——對提供的幾何體做到最好。)其次,他指出,根據(jù)傳統(tǒng)的網(wǎng)格指標,混合元素非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格(它們的主要類型)是糟糕的,盡管眾所周知產(chǎn)生準確的結(jié)果。對于自適應(yīng)網(wǎng)格和因網(wǎng)格內(nèi)主體的相對運動而扭曲的網(wǎng)格(例如,襟翼偏轉(zhuǎn)、存儲掉落),同樣的觀察結(jié)果也是如此。 更重要的是,McDaniel 通過回顧 Mavriplis 關(guān)于阻力預(yù)測研討會的論文(參考文獻 4)指出求解器離散化和網(wǎng)格幾何之間的“可怕”相互依賴性,其中兩個極其相似的網(wǎng)格使用多個求解器產(chǎn)生截然不同的結(jié)果。 為了解決網(wǎng)格質(zhì)量問題,Kestrel 的開發(fā)人員實施了局部和全局的無量綱質(zhì)量指標,并且在 0 始終表示差和 1 始終表示良好的意義上保持一致。對 Kestrel 重要的指標是四邊形面平面度的面積加權(quán)度量、與最近的實體邊界對齊的有趣度量、考慮相鄰單元質(zhì)心的方向和接近度的最小二乘梯度、平滑度、間距和各向同性. 圖 2:使用 Kestrel 可以顯示網(wǎng)格和解決方案質(zhì)量之間的相關(guān)性。來自參考文獻 1f。 與 Dannenhoffer 的結(jié)果不同,McDaniel 展示了網(wǎng)格質(zhì)量與求解精度的相關(guān)性,但需要注意的是,解析良好的網(wǎng)格可能質(zhì)量較差,但仍能產(chǎn)生良好的答案。(換句話說,點數(shù)越多越好。) 星-CCM+ Alan Mueller 在介紹 CD-adapco 的 STAR-CCM+ 求解器時首先指出,網(wǎng)格質(zhì)量始于 CAD 幾何質(zhì)量,并表現(xiàn)為低質(zhì)量的表面網(wǎng)格或真實形狀的不準確表示。這與 Dannenhoffer 的網(wǎng)格有效性想法相呼應(yīng)。 在介紹了他們的質(zhì)量指標列表后,Mueller 發(fā)表了以下聲明,“在不太完美的網(wǎng)格上的結(jié)果與在花費大量資源消除網(wǎng)格中的不良單元格的網(wǎng)格上基本相同(拖動和提升)。”
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starccm入門之:通俗易懂的star-ccm+網(wǎng)格質(zhì)量說明
網(wǎng)格問題在實際工程問題中非常重要,當(dāng)然平時的練習(xí)中,大部分人對于網(wǎng)格質(zhì)量問題都不會有太大的關(guān)注,總認為網(wǎng)格是自動生成的,網(wǎng)格質(zhì)量差不到哪里,一旦遇到實際工程問題就是各種發(fā)散、不收斂、現(xiàn)象詭異等。出現(xiàn)上述問題很大程度上是網(wǎng)格質(zhì)量的問題。總之,網(wǎng)格質(zhì)量問題還是應(yīng)該在平時學(xué)習(xí)的時候關(guān)注一下。 在評價網(wǎng)格質(zhì)量方面,有著同的評價標準。在不同的評價體系中,評價標準略有差異,今天我們主要從不同的維度聊一聊這個問題。 網(wǎng)格質(zhì)量的度量無論是STAR-CCM+、SCDM、ICEM、Ansys mesh、Fluent meshing等網(wǎng)格工具,對于網(wǎng)格質(zhì)量的評價都是具有著類似的度量標準,如:面有效性、網(wǎng)格單元質(zhì)量、體積變化、網(wǎng)格單元偏斜角、扭曲率等。 STAR-CCM+默認使用face validity和volume change,下面是關(guān)于STAR-CCM+網(wǎng)格質(zhì)量的定義和指標。 網(wǎng)格質(zhì)量通常要求如下:face validity大于0.5,volume change大于0.01。如果不滿足要求,需要改善網(wǎng)格,以防在后續(xù)計算過程中產(chǎn)生數(shù)據(jù)發(fā)散問題。 文章來源:新能源技術(shù)和仿真
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有限元那點事——網(wǎng)格質(zhì)量
學(xué)習(xí)有限元分析,都躲不過網(wǎng)格劃分這一難關(guān)。之所以說難關(guān),是因為我們總是聽說網(wǎng)格質(zhì)量直接影響結(jié)果精度,而高質(zhì)量網(wǎng)格絕非一朝一夕之事。但即便是一般質(zhì)量要求的網(wǎng)格劃分,只要不是批處理,而是手動劃分并調(diào)整網(wǎng)格就會占用多半的項目時間。企業(yè)寧愿花大筆的時間成本來做這事——人工調(diào)整網(wǎng)格,更能說明網(wǎng)格質(zhì)量的重要性。那么,網(wǎng)格質(zhì)量包括哪些指標呢? 如果從工程應(yīng)用的角度來說,本人認為網(wǎng)格質(zhì)量高低是一個相對的概念。描述網(wǎng)格質(zhì)量的指標包括,單元尺寸、單元類型、單元階次、單元形狀、邊長比、內(nèi)角、雅格比、翹曲度、斜切度、最小步長等。不同的行業(yè),不同企業(yè)對這些指標的具體數(shù)值要求不同,本質(zhì)是因為不同工況下的不同模型對網(wǎng)格質(zhì)量的靈敏度不同。所以,想理解企業(yè)的分析標準,先要理解單元質(zhì)量參數(shù)的含義,及其對結(jié)果影響趨勢的準確預(yù)判。 以四邊形單元為例,表面看二階單元比一階單元多四個節(jié)點,可以更好的逼近曲型邊界,但是它精度高的原因是單元位移函數(shù)采用了二階函數(shù),具有更好的變形假設(shè)精度,可以明顯提升單元平面內(nèi)彎曲精度。又例如內(nèi)角,它要求單元內(nèi)角避免大鈍角或尖銳角。這是因為一方面單元內(nèi)積分點分布不均,另一方面是單元發(fā)生變形后容易引起負剛度,導(dǎo)致求解不收斂。 總之,只有充分理解每個質(zhì)量指標的含義,才能靈活把握網(wǎng)格質(zhì)量,在求解精度和工作效率之間游刃有余。 后續(xù),本人會以實例形式說明,網(wǎng)格質(zhì)量的參數(shù)差異對結(jié)果的影響,并做詳細對比。 感興趣的可以關(guān)注下,敬請期待!
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ANSA多樣化的殼網(wǎng)格質(zhì)量控制
ANSA多樣化的殼網(wǎng)格質(zhì)量控制.pdf
Simright 2018.12.14更新:優(yōu)化網(wǎng)格剖分引擎,提升自動剖分網(wǎng)格質(zhì)量
良好的網(wǎng)格質(zhì)量有助于提升分析的精度,工程應(yīng)用中為了剖分出良好質(zhì)量網(wǎng)格,往往需要花費大量時間。對于二階四面體單元,經(jīng)常會出現(xiàn)部分負雅克比單元,導(dǎo)致計算無法完成。Simright采用自研網(wǎng)格剖分引擎,針對二階四面體單元自動剖分算法進行了優(yōu)化,可有效避免負雅克比單元出現(xiàn)。更新共有4項改進和修復(fù),歡迎大家體驗,多提建議!希望大家支持云端CAE,支持Simright! 2018.12.8-2018.12.14 Simulator(在線結(jié)構(gòu)分析軟件) 1.優(yōu)化:優(yōu)化網(wǎng)格剖分引擎,提升自動剖分網(wǎng)格質(zhì)量 優(yōu)化網(wǎng)格自動剖分算法,避免在使用二階四面體單元自動剖分時出現(xiàn)負雅可比單元。 2.修復(fù):避免被排除部件參與接觸對自動創(chuàng)建 Toptimizer(在線拓撲優(yōu)化軟件) 1.優(yōu)化:優(yōu)化網(wǎng)格剖分引擎,提升自動剖分網(wǎng)格質(zhì)量 優(yōu)化網(wǎng)格自動剖分算法,避免在使用二階四面體單元自動剖分時出現(xiàn)負雅可比單元。 2.修復(fù):避免被排除部件參與接觸對自動創(chuàng)建
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實例展示網(wǎng)格質(zhì)量對結(jié)構(gòu)分析結(jié)果的影響 ¥1.25
00 劃分網(wǎng)格 隨著時代發(fā)展,技術(shù)更新,網(wǎng)格劃分技術(shù)越來越智能。但就目前來說,結(jié)構(gòu)網(wǎng)格劃分仍然需要CAE工程師付出不少的時間和精力。在本文中,筆者對比不同網(wǎng)格質(zhì)量對結(jié)構(gòu)分析結(jié)果的影響,以幫助CAE工程師在實際工作中確定何種網(wǎng)格質(zhì)量是合適的。因為高質(zhì)量網(wǎng)格總是好的,但總是需要花費更多的時間和精力。我們在結(jié)構(gòu)分析中,存在一個網(wǎng)格質(zhì)量,求解結(jié)果,花費時間的三者平衡。 目錄: 01 網(wǎng)格質(zhì)量對位移結(jié)果的影響 02 網(wǎng)格質(zhì)量對應(yīng)力結(jié)果的影響 03 結(jié)論與建議
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Fidelity Pointwise遵守規(guī)則 - 立即識別并修復(fù)網(wǎng)格質(zhì)量問題!
網(wǎng)格生成的黃金法則是生成一個網(wǎng)格,該網(wǎng)格為精確和收斂的計算流體動力學(xué) (CFD)解決方案提供基礎(chǔ)。有人可能會說網(wǎng)格劃分專家知道如何執(zhí)行黃金法則。相反,只有 CFD 從業(yè)者才能判斷網(wǎng)格是否適合分析。物理模型、求解器算法、網(wǎng)格類型、可用的計算機資源、期望的輸出、期望的精度水平、組織的最佳實踐 決定了網(wǎng)格的可接受性。使用 Fidelity Pointwise 的 Rules 命令,可以在網(wǎng)格劃分過程中隨時監(jiān)控和驗證指定的網(wǎng)格要求。 評估網(wǎng)格質(zhì)量指標 一旦網(wǎng)格完成,通常會評估網(wǎng)格質(zhì)量指標。大多數(shù) CFD 求解器都有一些內(nèi)置的網(wǎng)格診斷功能,可以識別問題。但使用 CFD 求解器的實際問題是您的網(wǎng)格評估是在整個網(wǎng)格生成過程完成后執(zhí)行的。 大多數(shù)網(wǎng)格生成器,如 Fidelity Pointwise,還包括網(wǎng)格診斷,可以在網(wǎng)格劃分過程中的任何時間點評估網(wǎng)格的任何部分。此外,它還使用各種指標量化網(wǎng)格質(zhì)量。這是一種更合乎邏輯的評估網(wǎng)格質(zhì)量的技術(shù),因為可以立即修復(fù)網(wǎng)格的任何問題。 設(shè)置精確的網(wǎng)格標準 Fidelity Pointwise 的檢查命令中的規(guī)則是主動的。無需在網(wǎng)格生成后尋找問題,而是可以在此過程中隨時評估規(guī)則。它避免了解決方案后期階段的網(wǎng)格問題累積。 圖 1. 法蘭的結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格。 考慮圖 1 中所示的網(wǎng)格,假設(shè)組織的結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格最佳實踐包括以下標準:連接器上網(wǎng)格點之間的間距從一個間隔到下一個間隔的變化不應(yīng)超過 30%。用戶可以在規(guī)則命令中為此創(chuàng)建規(guī)則,如下所示: 在“檢查”菜單下,打開“規(guī)則”面板。 單擊連接器圖標。這意味著該規(guī)則將僅應(yīng)用于連接器并將指標限制為適用于連接器的指標。 從下拉菜單中選擇功能連接器長度比 I。 對于限制,從下拉菜單中選擇 <(小于)并將值設(shè)置為 1.3。
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網(wǎng)格質(zhì)量圖2
在 COMSOL 中檢查網(wǎng)格質(zhì)量的 3 種方法
這種質(zhì)量度量主要對各向異性敏感。 條件數(shù) 質(zhì)量度量基于將實際單元轉(zhuǎn)換為理想單元的矩陣屬性。增長率 基于局部單元大小與所有方向上相鄰單元大小的比較。 彎曲偏度質(zhì)量度量是在生成高階單元(彎曲單元)時對變形的度量。 網(wǎng)格質(zhì)量注意事項 對于所有質(zhì)量度量,質(zhì)量 1 是最好的,它表示所選質(zhì)量度量中的最佳單元。在區(qū)間的另一端,0 表示退化單元。盡管 COMSOL Multiphysics 中的網(wǎng)格劃分算法試圖避免低質(zhì)量單元,但并非總是可以對所有幾何形狀都有用。高幾何縱橫比、小邊和面、薄區(qū)域和高度彎曲的表面都可能導(dǎo)致網(wǎng)格質(zhì)量差。當(dāng)幾何體確實導(dǎo)致網(wǎng)格質(zhì)量不佳時,網(wǎng)格生成器會返回質(zhì)量較差的網(wǎng)格進行檢查,而不是不生成網(wǎng)格。 根據(jù)使用的質(zhì)量度量,最小單元質(zhì)量、平均單元質(zhì)量 和單元質(zhì)量直方圖 部分將會相應(yīng)更改。為了獲得準確的結(jié)果,了解哪種最小單元質(zhì)量 和平均單元質(zhì)量 對于你的特定應(yīng)用來說是足夠的,這一點很重要。 沒有絕對的數(shù)字來說明質(zhì)量應(yīng)該是什么,因為所使用的物理場和求解器對所需質(zhì)量有不同的要求。如果你想確信結(jié)果的準確性,建議執(zhí)行網(wǎng)格細化研究。 一般來說,質(zhì)量低于 0.1 的單元在許多應(yīng)用中被認為質(zhì)量較差。如果質(zhì)量差,網(wǎng)格生成器會自動通知用戶;如果質(zhì)量很差,則會警告用戶,因為在大多數(shù)情況下應(yīng)該避免質(zhì)量很差的單元。在一些情況下,如果幾個低質(zhì)量單元位于模型中重要性較低的部分,它們可能沒問題,而在其他情況下,一個低質(zhì)量單元可能會導(dǎo)致收斂問題。 網(wǎng)格信息統(tǒng)計 窗口中的直方圖可以讓我們直觀地看到網(wǎng)格質(zhì)量,這可以快速查看是否需要以某種方式更改整體網(wǎng)格大小。 創(chuàng)建網(wǎng)格繪圖 如果想了解低質(zhì)量單元的位置以及要更改哪些網(wǎng)格尺寸參數(shù),最好繪制網(wǎng)格圖。我們可以通過單擊 網(wǎng)格 功能區(qū)中的繪圖 按鈕或右鍵單擊要繪制的網(wǎng)格網(wǎng)格 頂部節(jié)點并選擇繪圖 來執(zhí)行此操作。
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有限元分析(FEA)網(wǎng)格質(zhì)量標準
有限元分析中的網(wǎng)格質(zhì)量確實至關(guān)重要,它直接關(guān)系到 ?? 網(wǎng)格質(zhì)量關(guān)鍵指標與標準 網(wǎng)格質(zhì)量的評估通常涉及多個維度的幾何指標。每個指標都描述了網(wǎng)格單元與“理想”形狀的偏離程度。
Workbench中網(wǎng)格質(zhì)量檢查
08 Skewness 是最基本的網(wǎng)格質(zhì)量檢查項,有兩種計算法,Equilateral-Volume-Based Skewness 和 Normalized EquiangularSkewness。其值為0至1之間,0最好,1最差。 檢查網(wǎng)格質(zhì)量時,在右下方會出現(xiàn)如下圖所示的相應(yīng)單元質(zhì)量檢查項的柱狀統(tǒng)計圖。它顯示了各種類型的單元在該檢查項下的質(zhì)量分布。 在統(tǒng)計圖中選中某一數(shù)值下的柱狀條,可以在模型中顯示哪些單元處于該質(zhì)量水平。 在柱狀統(tǒng)計圖中左上角有[Controls]按鈕,點擊它可以設(shè)置柱狀圖的顯示方式和范圍等屬性。 作者: 俠客煙雨 來源:一起CAE吧
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Fluent計算對網(wǎng)格質(zhì)量的幾個主要要求
1)網(wǎng)格質(zhì)量參數(shù): Skewness (不能高于0.95,最好在0.90以下;越小越好) Change in Cell-Size (也是Growth Rate,最好在1.20以內(nèi),最高不能超過1.40) Aspect Ratio (一般控制在5:1以內(nèi),邊界層網(wǎng)格可以適當(dāng)放寬) Alignment with the Flow(就是估計一下網(wǎng)格線與流動方向是否一致,要求盡量一致,以減少假擴散) 2)網(wǎng)格質(zhì)量對于計算收斂的影響: 高Skewness的單元對計算收斂影響很大,很多時候計算發(fā)散的原因就是網(wǎng)格中的僅僅幾個高Skewness的單元。 舉個例子:共有112,000個單元,僅有7個單元的Skewness超過了0.95,在進行到73步迭代時計算就發(fā)散了! 高長寬比的單元使離散方程剛性增加,使迭代收斂減慢,甚至困難。也就是說,Aspect Ratio盡量控制在推薦值之內(nèi)。 3)網(wǎng)格質(zhì)量對精度的影響: 相鄰網(wǎng)格單元尺寸變化較大,會大大降低計算精度,這也是為什么高連續(xù)方程殘差的原因。 網(wǎng)格線與流動是否一致也會影響計算精度。 4)網(wǎng)格單元形狀的影響: 非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格比結(jié)構(gòu)網(wǎng)格的截斷誤差大,因此,為提高計算精度計,請大家盡量使用結(jié)構(gòu)網(wǎng)格,對于復(fù)雜幾何,在近壁這些對流動影響較大的地方盡量使用結(jié)構(gòu)網(wǎng)格,在其他次要區(qū)域使用非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格
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