局部加密的案例
CAE前處理 | 網格局部加密
在HM中也提供了直接基于網格加密的方式（將原來基于幾何劃分切換成網格即可）：
在這種劃分模型中主要注意新劃分網格和原始網格的連接性即可，如圖為這種加密方式的基本示意（redo并且外擴2層網格作為過渡）：
當然除了面網格局部加密外，經常還要基于體網格進行局部加密，對于四面體單元而言，網格局部加密需要使用refinement box，具體流程如下：
同時，對于四邊形/六面體單元HM還提供了獨特的切分工具split，可以用來局部沿著某一邊線切分四邊形和六面體：
具體演示流程如下：
來源于：仿真求知之路
作者：聰聰
（侵權刪）
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在HM中也提供了直接基于網格加密的方式（將原來基于幾何劃分切換成網格即可）：
在這種劃分模型中主要注意新劃分網格和原始網格的連接性即可，如圖為這種加密方式的基本示意（redo并且外擴2層網格作為過渡）：
當然除了面網格局部加密外，經常還要基于體網格進行局部加密，對于四面體單元而言，網格局部加密需要使用refinement box，具體流程如下：
同時，對于四邊形/六面體單元HM還提供了獨特的切分工具split，可以用來局部沿著某一邊線切分四邊形和六面體：
具體演示流程如下：
文章來源于仿真求知之路 ，作者聰聰
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在HM中也提供了直接基于網格加密的方式（將原來基于幾何劃分切換成網格即可）：
在這種劃分模型中主要注意新劃分網格和原始網格的連接性即可，如圖為這種加密方式的基本示意（redo并且外擴2層網格作為過渡）：
當然除了面網格局部加密外，經常還要基于體網格進行局部加密，對于四面體單元而言，網格局部加密需要使用refinement box，具體流程如下：
同時，對于四邊形/六面體單元HM還提供了獨特的切分工具split，可以用來局部沿著某一邊線切分四邊形和六面體：
具體演示流程如下：
來源于： 仿真求知之路 作者：聰聰
展開 BOI方法進行CFD網格局部加密
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實例介紹
在劃分CFD模型網格時，如果我們需要對局部某個區域進行網格加密處理，是有多種方法的，那么其中有一個比較方便的方法就是使用BOI方法，在幾何模型處理過程建立BOI區域，在Fluent Meshing種就可以通過這些BOI區域對整體模型進行局部網格控制了。
在本實例中，使用管道流體域模型，如圖1所示，需要對該模型的中間區域進行網格加密。
應力集中問題的考察--倒圓角情況
下面不斷加密網格，看在臺肩處應力是否收斂。
（1）單元尺寸5mm,得到的有限元模型如下
計算完畢后得到的應力云圖如下
可見，最大值在固定端處，應力為75MPa,而臺肩處應力也比較大。
（2）單元尺寸2mm,得到的有限元模型如下
計算完畢后得到的應力云圖如下
可見，最大值已經轉移到臺肩處，應力值上升到89MPa.
（3）單元尺寸1mm,得到的有限元模型如下
計算完畢后得到的應力云圖如下
可見，最大值又經轉移到固定端處，應力值上升到100MPa.
（4）單元尺寸1mm,局部加密應力集中處第一次，得到的有限元模型如下
計算完畢后得到的應力云圖如下
可見，最大值又轉移到臺肩處，應力值小幅上升。
（5）單元尺寸1mm,局部加密應力集中處第二次，得到的有限元模型如下（臺肩處）
計算完畢后得到的應力云圖如下
可見，此時最大值仍舊在臺肩處，應力只增加了1MPa.
（6）單元尺寸1mm,局部加密應力集中處第三次，得到的有限元模型如下
計算完畢后得到的應力云圖如下
可見，此時最大值仍舊在臺肩處，應力只增加了0.5MPa.
（7）單元尺寸1mm,局部加密應力集中處第四次，得到的有限元模型如下
計算完畢后得到的應力云圖如下
可見，此時最大值仍舊在臺肩處，應力只增加了0.036MPa.結果已經收斂。
· 當臺肩處存圓角時，只要不斷細分網格，結果會出現收斂。
· 對于有圓角的臺肩處，必須不斷加密網格，才能得到精確的結果。隨便劃分一個粗糙的網格，結果是完全不可信的。例如最開始劃分的5mm的網格，可以發現臺肩處應力只有75MPa左右，而最后的收斂解卻是104MPa,顯然結果懸殊。
展開 屢試不爽！大多數Fluent不收斂問題的通用解決辦法
大梯度變量的存在區域可以直接顯示在算例中
當然，這種自適應網格加密還可以動態進行，即根據大梯度變量在不同計算步中存在的情況進行加密，當梯度變小之后，網格又恢復回原始大小（粗網格狀態）。
液晃問題中的動態網格自適應
ANSYS網格中的網格加密方法
WorkbenchMeshing是最為常用的網格劃分工具，具有上手快，易學易用的特點，是很多流體工程師的首選。那么當我們確定了具備有大梯度變量的位置之后，我們需要回到SCDM中建立能夠包含大梯度變量區域的CAD模型（立方體、圓柱或任意形狀均可），隨后連同流體計算區域一并導入到WorkbenchMeshing中。需要注意的是，這一部分加密的影響體（bodyof influence）并不會實際的劃分網格，只會加密與其重疊的流體計算區域。
WorkbenchMeshing中的體加密方法
ICEMCFD在進行四面體網格劃分的過程中，采用密度盒子對某些固定的區域進行局部網格加密，只需要我們了解加密位置大致的幾何坐標，即可進行網格的加密操作，（兩點法即為圓柱型加密區域）。
ICEMCFD中的體加密方法
有了局部加密的網格，我們的殘差通常就會有針對性的降下來了，“廣譜抗生素”對于一些問題的適用性還是顯而易見的，最明顯的局部網格加密，就是邊界層網格，只加密大梯度的近壁面位置，從而加速仿真的收斂效率。
邊界層網格的本質是局部加密
結語：對于成熟的Fluent案例，出現計算不收斂的情況是非常正常的，此時，有針對性的加密大梯度變量區域的網格，能夠有效減少數值振蕩，從而加速收斂。可以認為是一劑非常可靠的“廣譜抗生素”。
展開 基于ANSYS的應力集中分析(個人原創，轉載請注明出處，謝謝！技術鄰ID有限元中解人生) ￥2
圖20 顯示單元階次
表1對各種方法進行了比較
表1 結果比較
方法
一般方法(esize=0.1)
一般方法(esize=0.05)
局部加密法
p單元法
節點數
2418
8894
944
542
單元數
2318
8695
873
163
symax
2.975
3.077
3.107
3.092
symin
-.966125
-1.046
-1.063
-1.069
從表1可以看出p單元法在代價最小的情況下得到了非常好的結果；一般網格加密的方法必須要整體加密才能得到較好的結果，原因在于應力梯度不大的區域加密網格效果也不明顯，只有在應力梯度較大的區域加密網格才能達到較好的效果，因此局部加密網格法應運而生，在應力梯度較大的位置加密網格，既能達到分析的精度又能避免浪費計算資源，可以說是針對應力集中不錯的一種方法。當然局部加密法的前提是要能知道哪些區域應力較大，因此在實際操作中可以先采用一般網格法，得到一個粗糙的結果，根據結果再來有目的性的局部加密網格，從而達到較好的分析效果。
綜上，在實際分析應力集中的時候可以采用p單元法和局部網格加密法，這里需要說明的是針對三維實體單元p單元法計算規模可能會比較大，畢竟單元階次最多可以達到8階，精度非常高，實體單元采用局部加密計算規模相對比較容易控制。
最后還要說明的是，除了局部加密法以及p單元法，還有自適應網格法，以后有時間大家一起探討。
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展開 大多數Fluent不收斂問題的通用解決辦法
大梯度變量的存在區域可以直接顯示在算例中
當然，這種自適應網格加密還可以動態進行，即根據大梯度變量在不同計算步中存在的情況進行加密，當梯度變小之后，網格又恢復回原始大小（粗網格狀態）。
液晃問題中的動態網格自適應
2、ANSYS網格中的網格加密方法
WorkbenchMeshing是最為常用的網格劃分工具，具有上手快，易學易用的特點，是很多流體工程師的首選。那么當我們確定了具備有大梯度變量的位置之后，我們需要回到SCDM中建立能夠包含大梯度變量區域的CAD模型（立方體、圓柱或任意形狀均可），隨后連同流體計算區域一并導入到WorkbenchMeshing中。需要注意的是，這一部分加密的影響體（bodyof influence）并不會實際的劃分網格，只會加密與其重疊的流體計算區域。
WorkbenchMeshing中的體加密方法
ICEMCFD在進行四面體網格劃分的過程中，采用密度盒子對某些固定的區域進行局部網格加密，只需要我們了解加密位置大致的幾何坐標，即可進行網格的加密操作，（兩點法即為圓柱型加密區域）。
ICEMCFD中的體加密方法
有了局部加密的網格，我們的殘差通常就會有針對性的降下來了，“廣譜抗生素”對于一些問題的適用性還是顯而易見的，最明顯的局部網格加密，就是邊界層網格，只加密大梯度的近壁面位置，從而加速仿真的收斂效率。
邊界層網格的本質是局部加密
結語：對于成熟的Fluent案例，出現計算不收斂的情況是非常正常的，此時，有針對性的加密大梯度變量區域的網格，能夠有效減少數值振蕩，從而加速收斂。可以認為是一劑非常可靠的“廣譜抗生素”。
展開 屢試不爽！大多數Fluent不收斂問題的通用解決辦法
大梯度變量的存在區域可以直接顯示在算例中
當然，這種自適應網格加密還可以動態進行，即根據大梯度變量在不同計算步中存在的情況進行加密，當梯度變小之后，網格又恢復回原始大小（粗網格狀態）。
液晃問題中的動態網格自適應
ANSYS網格中的網格加密方法
WorkbenchMeshing是最為常用的網格劃分工具，具有上手快，易學易用的特點，是很多流體工程師的首選。那么當我們確定了具備有大梯度變量的位置之后，我們需要回到SCDM中建立能夠包含大梯度變量區域的CAD模型（立方體、圓柱或任意形狀均可），隨后連同流體計算區域一并導入到WorkbenchMeshing中。需要注意的是，這一部分加密的影響體（bodyof influence）并不會實際的劃分網格，只會加密與其重疊的流體計算區域。
WorkbenchMeshing中的體加密方法
ICEMCFD在進行四面體網格劃分的過程中，采用密度盒子對某些固定的區域進行局部網格加密，只需要我們了解加密位置大致的幾何坐標，即可進行網格的加密操作，（兩點法即為圓柱型加密區域）。
ICEMCFD中的體加密方法
有了局部加密的網格，我們的殘差通常就會有針對性的降下來了，“廣譜抗生素”對于一些問題的適用性還是顯而易見的，最明顯的局部網格加密，就是邊界層網格，只加密大梯度的近壁面位置，從而加速仿真的收斂效率。
邊界層網格的本質是局部加密
結語
對于成熟的Fluent案例，出現計算不收斂的情況是非常正常的，此時，有針對性的加密大梯度變量區域的網格，能夠有效減少數值振蕩，從而加速收斂。
展開 應力集中問題的考察-有孔零件的情況
（4）單元尺寸1mm,孔周圍第一次局部加密，得到的有限元模型如下
應力云圖如下
可見，應力上升到3.37MPa.
（5）單元尺寸2mm,孔周圍第二次局部加密，得到的孔周圍有限元模型如下
應力云圖如下
可見，在遠離孔處，應力已經均勻分布，這意味著網格劃分已經大致合適。應力上升到3.41MPa.
（6）單元尺寸2mm,孔周圍第三次局部加密，得到的有限元模型如下
應力云圖如下
可見，應力上升到3.42MPa.結果已經收斂。
· 對于有孔的零件，通過不斷加密網格，有限元分析軟件可以得到收斂的結果。
· 如果結構中存在孔洞，在有限元分析前不要隨便簡化這些小結構，除非我們堅信這些地方并非危險處。
展開 認識網格3 | 選擇合適的網格類型
這個時候大家更加注重網格的易用性，個人主要從兩個角度進行說明：復雜特征的適應性，局部加密的便捷性。
復雜特征的適應性
如圖所示基本幾何體使用六面體進行劃分能夠一鍵生成，但是如果加上螺栓孔，整體的映射路徑被打斷，這個時候就需要進行切割使得各部分可以映射，并控制相應面網格質量才能得到質量較高的六面體網格：
當更多的特征考慮進去后，需要進行更多的切割以及面網格控制才能得到高質量的六面體網格：
然而實際工程模型遠遠比上述復雜，如果前期不通過大量的經驗對模型進行合理地簡化，基本上很難使用六面體進行網格劃分，這個時候四面體的優勢就比較明顯：
由于使用四面體進行網格劃分不需要像六面體那樣規則，因此對于復雜特征能夠在不進行過多人為控制的情況下更好的適應，這一點上四面體具有絕對的優勢。
局部加密的便捷性
在進行應力分析時，局部應力集中比較明顯的區域需要進行網格加密才能較好地模擬應力變化趨勢。常見的四邊形局部加密有以下兩類（偏置和切分）：
如果將其擴展到六面體上如下：
顯然，使用偏置類進行加密雖然能讓單元尺寸漸進變化，但是隨著加密程度的增加，會出現大量細長的實體單元，使用1：2等切分方式雖然能夠避免細長單元，但是需要大量的切割工作，并且兩種加密方式都對幾何模型的規正性要求極高，而使用四面體進行局部加密相對就容易得多：
可以看到，四面體對于需要加密的幾何特征或者指定的局部加密區域都能較方便的進行過渡，并且不受模型復雜程度的限制，因此這一點上，四面體相比于六面體優勢也很明顯。
精度/計算量
結構分析常見的載荷有拉，壓，彎，扭，剪，其中彎曲是最為典型的受載情況。
展開 
FLOW-3D優勢
在標準的有限差分法網格中，局部加密可能會造成網格大幅增加，因為局部加密網格會對整體網格的三維方向造成影響。采用多網格區塊能夠做局部的網格加 密，而不影響到整體網格數量，使用者可以用較少的硬件資源完成復雜的計算。而多網格區塊能夠采用連 接式（Linked）或者是巢式（Nested）網格區塊進行網格建立，能夠針對使用者希望察覺問題的部分做局部加密，而不影響整體網格。
應力集中問題的考察---無倒角情況
該結構左邊固定，而在下面直線上施加豎直向下的分布力系，現在逐漸加密網格，考察臺肩處應力值的改變。
（1）使用5mm的單元尺寸對該面進行網格劃分
得到的有限元模型如下
計算結束后，繪制該面的米塞斯應力云圖如下，此時，固定端的上下邊沿顯現出最大值。
（2）使用2mm的單元尺寸對該面進行網格劃分
得到的有限元模型如下
計算結束后，繪制該面的米塞斯應力云圖如下，此時，固定端的上下邊沿顯現出最大值，但應力值上升。
（3）使用1mm的單元尺寸對該面進行網格劃分
得到的有限元模型如下
計算結束后，繪制該面的米塞斯應力云圖如下，此時，應力最大值點已經轉移到臺肩處，應力大幅度增加。
（4）繼續使用1mm的單元尺寸對該面進行網格劃分，但是對上述應力最大值點局部加密網格。
得到的有限元模型如下
計算結束后，繪制該面的米塞斯應力云圖如下，此時，應力最大值點仍舊在臺肩處，應力暴增。
（5）繼續使用1mm的單元尺寸對該面進行網格劃分，但是對上述應力最大值點局部加密網格第二次。
得到的有限元模型如下
計算結束后，繪制該面的米塞斯應力云圖如下，此時，應力最大值點仍舊在臺肩處，應力繼續暴增。
5）繼續使用1mm的單元尺寸對該面進行網格劃分，但是對上述應力最大值點局部加密網格第三次。
得到的有限元模型如下
計算結束后，繪制該面的米塞斯應力云圖如下，此時，應力最大值點仍舊在臺肩處，應力以幾倍的速度上升，結果已經毫無意義。
【評論】
· 有限元軟件無法計算尖銳轉角處的應力。
· CAE分析中，如果我們得到的模型中存在尖銳轉角，那么一定要高度警惕，需要仔細詢問該模型是否已經經過了簡化。
展開 認識網格2 | “質量好”的網格不一定是好網格
加密網格現在面臨兩個問題：
①不知道加密多少輪合適，可能再加密一輪結果就可以，可能需要加密十輪才能得到滿意的結果。
②目前網格節點數量2萬，加密一次節點數量至少會增加2倍，意味著矩陣層面至少增加4倍，也就是計算量和計算時間長度會變為原來的4倍。考慮到這只是一個滾珠，如果對整個軸承進行分析，那整體加密會帶來非常巨大的計算量。
所以，需要停下來好好思考：這類接觸問題的特點是什么？如果網格加密，局部需要多密的網格才能滿足計算要求？如果網格需要很密，怎么才能在保證精度的情況下降低計算量？
由于本文主要重點在說明網格而不是這類接觸現象，因此這里直接給出一些個人建議：
①軸承，齒輪這類曲面接觸問題使用赫茲接觸理論可以較好的解釋，該理論下，滾珠與外圈的接觸區域和接觸壓力都具有橢圓分布的性質。
②對于赫茲接觸問題，局部網格密度至少要捕捉到可用的接觸區域，一般取為接觸半寬的1/2。
③相對于六面體，使用四面體單元進行局部加密具有天然的優勢，合理控制可以保證局部很密的情況下整體網格數量較少（局部接觸面規則映射效果更好）。
再次嘗試
經過計算，對于上述尺寸結構對應的赫茲接觸半寬為0.3mm~0.5mm（粗略計算），那么局部的網格尺寸至少得到0.15mm，這個比最開始的0.5mm小很多。
展開 Hypermesh四面體網格劃分
圖3 創建加密盒子
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3、局部區域網格加密
Hypermesh
3.1、在“Tetramesh parameters”命令面板中選擇上步創建好的加密盒子組件。
3.2、接下來選擇“Tetea remesh”命令，通過“by collector”再次選擇創建好的盒子組件，在面板右側可以選擇自由界面是否需要變動，然后進行網格的加密。這里選擇了固定邊界，即表面網格固定，對內部盒子區域進行加密，見圖4所示。
圖4 局部區域加密
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文章來源：本碩博工程師俱樂部
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