面網(wǎng)格劃分的案例
Ansa在汽車行業(yè)面網(wǎng)格劃分方面的應(yīng)用和技巧
一、
概述
Ansa作為一款專業(yè)的前處理軟件，不論是在幾何清理方面還是在網(wǎng)格劃分方面都有著其它軟件不可比擬的優(yōu)勢(shì)。尤其是在面網(wǎng)格的劃分方面。汽車行業(yè)中90%的部件都是沖壓件，因此網(wǎng)格劃分主要集中在面網(wǎng)格的劃分。一個(gè)軟件的價(jià)值在于其能否高效地解決工程中的實(shí)際問(wèn)題。一方面Ansa不僅能基于原始幾何劃出高質(zhì)量的網(wǎng)格，而且在幾何局部變更后還可以無(wú)需重新劃分，只對(duì)脫離幾何的網(wǎng)格進(jìn)行局部的調(diào)整，以使其符合變更后的幾何。另一方面ansa對(duì)沖壓件進(jìn)行批量的抽中面也是其一大特色。總之，使用ansa高效、快速地劃出即貼幾何又美觀的網(wǎng)格是很容易實(shí)現(xiàn)的。下面簡(jiǎn)要介紹下ansa在汽車行業(yè)中面網(wǎng)格劃分的流程和特色。
二、
讀入幾何文件，觀察幾何，清理幾何。
由于整車幾何分成了不同的總成和系統(tǒng)，在劃分網(wǎng)格時(shí)，一般都是讀入若干個(gè)GROUP，每個(gè)GROUP中又包含若干個(gè)part,每個(gè)part對(duì)應(yīng)各自的PID。在讀入幾何時(shí)，如果兩個(gè)部件的外表面之間的距離較近，在topo的容差范圍之內(nèi)，就會(huì)讀入時(shí)topo到一塊，產(chǎn)生不必要的錯(cuò)誤。因此在讀入文件時(shí)禁止不同part,不同PID之間進(jìn)行topo。如圖1所示，這樣在幾何清理時(shí)也節(jié)約了時(shí)間。
……
……
……
文章有些長(zhǎng)，大家在附件里看吧
Ansa在汽車行業(yè)面網(wǎng)格劃分方面的應(yīng)用和技巧.pdf
展開 Fluent_Meshing_16面網(wǎng)格劃分教程
Fluent_Meshing_16面網(wǎng)格劃分教程.pdf
CFD-各種面網(wǎng)格生成方法
CFD-各種面網(wǎng)格生成方法
面網(wǎng)格是非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格劃分的基礎(chǔ)，在生成體網(wǎng)格之前，擁有質(zhì)量良好的面網(wǎng)格是非常有必要的。ICEMCFD提供了多種面網(wǎng)格生成方式，它們各自適用于不同的場(chǎng)合。靈活運(yùn)用這些方法，可以使面網(wǎng)格劃分工作事半功倍
依次單擊Mesh→Global Mesh Setup→Shell Mesh Parameters,可打開面網(wǎng)格設(shè)置面板，如圖1所示。
ICEM CFD提供了5種面網(wǎng)格劃分方法，其各自特點(diǎn)及適用場(chǎng)合介紹如下。
0
1
Patch Dependent
該方法基于構(gòu)成幾何表面的曲線環(huán)來(lái)生成網(wǎng)格，適合于捕捉幾何表面的細(xì)節(jié)特征，能夠生成高質(zhì)量的四邊形占優(yōu)的面網(wǎng)格。此方法為ICEM CFD提供的默認(rèn)面網(wǎng)格生成方法。由于此方法高度依賴于幾何特征線，因此在使用此方法之前需要進(jìn)行幾何拓?fù)錁?gòu)建。
展開 Hypermesh補(bǔ)面及劃分網(wǎng)格實(shí)用手冊(cè)
Hyperworks（為有限元分析做前處理和后處理）
Hypermesh：為forge提供的是#.nas文件，2D網(wǎng)格后的曲面。
使用步驟：
1 打開hypermesh軟件后，在user profiles菜單中選擇hypermesh 和nastran；或通過(guò)prefereneces下拉菜單//user profiles進(jìn)行如上操作；
參考附件
Hypermesh補(bǔ)面及劃分網(wǎng)格實(shí)用手冊(cè).pdf
卡門渦街圓柱模擬網(wǎng)格劃分
圖12
注：網(wǎng)格較疏的情況下在模擬計(jì)算時(shí)候不能達(dá)到效果，網(wǎng)格太密計(jì)算時(shí)間將大大增加，浪費(fèi)不必要的空間。
（2）劃分面網(wǎng)格
單擊“Mesh”工具條中的 按鈕，再單擊“Face”工具條中的按鈕，彈出如圖13所示的對(duì)話窗，單擊“Face”文本框，選擇要劃分的面，在“Elements”選項(xiàng)中選擇“Quad”四邊形單元，設(shè)置“Spacing”值為1，單擊“Apply”按鈕，面網(wǎng)格劃分完畢，結(jié)果如圖14所示。
圖13
圖14— 面網(wǎng)格劃分結(jié)果
4 邊界條件和區(qū)域的設(shè)定
（1）設(shè)定邊界條件
先單擊“Operation”工具條中的 按鈕，再單擊“Zones”工具欄中的 按鈕，彈出如圖15所示的對(duì)話框，在“Name”文本框中輸入“inlet”，單擊“Wall”按鈕，彈出如圖16所示的邊界條件類型下拉菜單，菜單列出了fluent中所有的邊界類型，選擇“VELOCITY-INLET”選項(xiàng)；然后單擊“Edges”按鈕后的文本框，選擇要設(shè)定的邊，選擇EF作為速度入口，單擊“Apply”按鈕，速度入口設(shè)定完畢。接著選擇GH邊，在“Name”文本框中輸入“outlet”，選擇邊界類型為“OUTFLOW”。然后選擇FG和EH邊，在“Name”中輸入“updown”，選擇邊界類型為“WALL”。
圖15
圖16
圖17
（2）設(shè)定區(qū)域
先單擊“Operation”工具欄中的 按鈕，彈出如圖17所示的對(duì)話框，在“Name”文本框中輸入“fluid”，選擇區(qū)域類型為“FLUID”,單擊“Faces”文本框，選擇要設(shè)置的面（即布爾運(yùn)算后得到的面），單擊“Apply”按鈕，區(qū)域設(shè)定完畢。
5 網(wǎng)格的輸出
單擊菜單欄中的“File”—“Export”—“Mesh”命令，彈出如圖18所示的對(duì)話框。
展開 [問(wèn)題討論]Gambit網(wǎng)格劃分原則
GAMBIT允許面網(wǎng)格劃分Elements選項(xiàng)。
選項(xiàng)
詳細(xì)說(shuō)明
Quad
設(shè)定網(wǎng)格僅僅包含四邊形網(wǎng)格
Tri
設(shè)定網(wǎng)格中僅僅包含三角形網(wǎng)格單元
Quad/Tri
設(shè)定網(wǎng)格主要由四邊形網(wǎng)格單元組成但是在用戶指定位置包含三角形網(wǎng)格單元
選項(xiàng)
詳細(xì)說(shuō)明
Map
生成一個(gè)普通的結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格單元網(wǎng)格
Submap
將一個(gè)不可圖示的面分成可圖示區(qū)域并在每個(gè)區(qū)域生成結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格單元網(wǎng)格
Pave
生成非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格單元網(wǎng)格
Tri
Primitive
將一個(gè)二側(cè)面分成二個(gè)四邊形區(qū)域并在每個(gè)區(qū)域生成可圖示的網(wǎng)格
Wedge
Primitive
在楔形面的尖部生成二角形網(wǎng)格單元并從尖部向外生成放射狀網(wǎng)格
GAMBIT提供了以下面網(wǎng)格劃分Type選項(xiàng)
面網(wǎng)格劃分Elements和Type選項(xiàng)之間的關(guān)系如下表。
展開 gambit三維網(wǎng)格劃分(下載)
第三章：劃分網(wǎng)格——（第三節(jié)）面網(wǎng)格劃分.pdf
第三章：劃分網(wǎng)格——（第四節(jié)）體網(wǎng)格劃分.pdf
ANSYS巧用殼單元給實(shí)體劃分六面體網(wǎng)格
ANSYS巧用殼單元給實(shí)體劃分六面體網(wǎng)格
1 概述
眾所周知，ANSYS經(jīng)典劃分網(wǎng)格的功能比較弱，映射劃分（Map）和掃掠劃分(Sweep)對(duì)幾何形狀的要求都十分高。而四面體網(wǎng)格一方面導(dǎo)致單元數(shù)目多余六面體，一方面給計(jì)算后處理帶來(lái)一定的不便。
有些情況下，幾何模型的結(jié)構(gòu)導(dǎo)致即使再怎么對(duì)模型進(jìn)行切分都不可能掃掠出六面體網(wǎng)格，這種情況下，可以巧妙地利用殼單元。
ANSYS經(jīng)典里對(duì)于一個(gè)平面，劃分網(wǎng)格非常簡(jiǎn)單，而且?guī)缀涡螤罴s束很少，即使是自由劃分的網(wǎng)格，一般情況下都比較規(guī)整。利用這個(gè)特點(diǎn)，用殼單元對(duì)面進(jìn)行網(wǎng)格劃分，然后再對(duì)整個(gè)實(shí)體模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分。本次以一個(gè)例子示意此過(guò)程。
2 過(guò)程
首先在ANSYS經(jīng)典界面定義兩個(gè)單元類型，分別是shell181和solid185。如圖1所示。
圖1 單元類型
建立幾何模型，采用block命令，建立100x40x10的長(zhǎng)方體：
block,-50,50,0,10,-20,20
如圖2所示。
圖2 幾何模型
之后為了演示網(wǎng)格劃分，將模型切分成幾塊，如圖3所示。
圖3 切分模型
再然后選擇殼單元shell181，如圖4所示：
圖4 選擇shell181單元
然后設(shè)置模型最上層的面各個(gè)線條的分?jǐn)?shù)：
圖5 操作
份數(shù)分別如圖6.
圖6 線條份數(shù)
之后點(diǎn)擊MeshTool，如圖7所示。
圖7 劃分面網(wǎng)格設(shè)置
如圖7設(shè)置，點(diǎn)擊Mesh，選中模型的最上一層表面劃分，得到圖8的結(jié)果。
圖8 面網(wǎng)格劃分
再重復(fù)前面的選擇單元的操作，選擇單元類型為solid185，并且在MeshTool里選擇Volumes 的掃掠（sweep）劃分，如圖9所示。
圖9 操作
點(diǎn)擊Sweep選中所有的體，即得到如圖10所示的網(wǎng)格。
展開 錐形齒輪網(wǎng)格的劃分
1、觀察幾何，幾何為對(duì)稱件，因此之劃八分之一即可
2、考慮到模型齒部特征及網(wǎng)格數(shù)目控制。因此對(duì)其面網(wǎng)格劃分如下
對(duì)齒牙根部用三角形進(jìn)行過(guò)渡
3、此時(shí)直接劃分體網(wǎng)格效果不是很好，可以將這部分面網(wǎng)格進(jìn)行投影，
直接網(wǎng)格對(duì)網(wǎng)格劃分提單元，同時(shí)考慮到內(nèi)側(cè)并不需要和外側(cè)縱向單元數(shù)目一致，因此可以入上進(jìn)行劃分
4、此時(shí)將整個(gè)面單元進(jìn)行drag，劃分八分之一
5 reflect
網(wǎng)格劃分軟件hypermesh、ansa 和ICEM對(duì)比
hypermesh,ansa相比，ansa強(qiáng)項(xiàng)在于面網(wǎng)格劃分，尤其是在控制面網(wǎng)格尺寸方面很先進(jìn)。hypermesh的優(yōu)勢(shì)在于幾何修復(fù)的功能很強(qiáng)大，并且有體的概念。。但是在生成體網(wǎng)格的時(shí)候算法不如ansa好，經(jīng)常會(huì)生成一些低AS,和yacobi的網(wǎng)格。
hypermesh和ICEM相比，ICEM在生成流體邊界層網(wǎng)格尤其是相交處和連接處ICEM的光順功能會(huì)強(qiáng)一些。hypermesh劃分非流體網(wǎng)格的功能比較強(qiáng)。。專業(yè)點(diǎn)說(shuō)就是一個(gè)適合劃結(jié)構(gòu)網(wǎng)格一個(gè)是非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格。 四面體網(wǎng)格生成，ICEM是總從外往里面長(zhǎng)，所以ICEM畫出來(lái)的四面體表面都比較光順， Hypermesh則是從里面往外面張，誤差累計(jì)到最外面。 從使用者角度考慮，ansa明顯用戶少于另外兩者，最多使用的是hypermesh。 個(gè)人經(jīng)驗(yàn)來(lái)說(shuō)，我使用hypermesh修網(wǎng)格，ansa長(zhǎng)四面體網(wǎng)格。ICEM處理六面體網(wǎng)格 。
重大福利：關(guān)注本人公眾號(hào)：新能源汽車熱管理仿真技術(shù)，回復(fù)1，免費(fèi)提供基礎(chǔ)教程和意外驚喜。
有限元分析《ansa19.0視頻教程教學(xué)零基礎(chǔ)入門到精通30講》感興趣的朋友可以關(guān)注和訂閱
展開 ANSYS巧用殼單元給實(shí)體劃分六面體網(wǎng)格
ANSYS巧用殼單元給實(shí)體劃分六面體網(wǎng)格
1 概述
眾所周知，ANSYS經(jīng)典劃分網(wǎng)格的功能比較弱，映射劃分（Map）和掃掠劃分(Sweep)對(duì)幾何形狀的要求都十分高。而四面體網(wǎng)格一方面導(dǎo)致單元數(shù)目多余六面體，一方面給計(jì)算后處理帶來(lái)一定的不便。
有些情況下，幾何模型的結(jié)構(gòu)導(dǎo)致即使再怎么對(duì)模型進(jìn)行切分都不可能掃掠出六面體網(wǎng)格，這種情況下，可以巧妙地利用殼單元。
ANSYS經(jīng)典里對(duì)于一個(gè)平面，劃分網(wǎng)格非常簡(jiǎn)單，而且?guī)缀涡螤罴s束很少，即使是自由劃分的網(wǎng)格，一般情況下都比較規(guī)整。利用這個(gè)特點(diǎn)，用殼單元對(duì)面進(jìn)行網(wǎng)格劃分，然后再對(duì)整個(gè)實(shí)體模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分。本次以一個(gè)例子示意此過(guò)程。
2 過(guò)程
首先在ANSYS經(jīng)典界面定義兩個(gè)單元類型，分別是shell181和solid185。如圖1所示。
圖1 單元類型
建立幾何模型，采用block命令，建立100x40x10的長(zhǎng)方體：
block,-50,50,0,10,-20,20
如圖2所示。
圖2 幾何模型
之后為了演示網(wǎng)格劃分，將模型切分成幾塊，如圖3所示。
圖3 切分模型
再然后選擇殼單元shell181，如圖4所示：
圖4 選擇shell181單元
然后設(shè)置模型最上層的面各個(gè)線條的分?jǐn)?shù)：
圖5 操作
份數(shù)分別如圖6.
圖6 線條份數(shù)
之后點(diǎn)擊MeshTool，如圖7所示。
圖7 劃分面網(wǎng)格設(shè)置
如圖7設(shè)置，點(diǎn)擊Mesh，選中模型的最上一層表面劃分，得到圖8的結(jié)果。
圖8 面網(wǎng)格劃分
再重復(fù)前面的選擇單元的操作，選擇單元類型為solid185，并且在MeshTool里選擇Volumes 的掃掠（sweep）劃分，如圖9所示。
圖9 操作
點(diǎn)擊Sweep選中所有的體，即得到如圖10所示的網(wǎng)格。
展開 
ANSYS巧用殼單元給實(shí)體劃分六面體網(wǎng)格
ANSYS巧用殼單元給實(shí)體劃分六面體網(wǎng)格
1 概述
眾所周知，ANSYS經(jīng)典劃分網(wǎng)格的功能比較弱，映射劃分（Map）和掃掠劃分(Sweep)對(duì)幾何形狀的要求都十分高。而四面體網(wǎng)格一方面導(dǎo)致單元數(shù)目多余六面體，一方面給計(jì)算后處理帶來(lái)一定的不便。
有些情況下，幾何模型的結(jié)構(gòu)導(dǎo)致即使再怎么對(duì)模型進(jìn)行切分都不可能掃掠出六面體網(wǎng)格，這種情況下，可以巧妙地利用殼單元。
ANSYS經(jīng)典里對(duì)于一個(gè)平面，劃分網(wǎng)格非常簡(jiǎn)單，而且?guī)缀涡螤罴s束很少，即使是自由劃分的網(wǎng)格，一般情況下都比較規(guī)整。利用這個(gè)特點(diǎn)，用殼單元對(duì)面進(jìn)行網(wǎng)格劃分，然后再對(duì)整個(gè)實(shí)體模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分。本次以一個(gè)例子示意此過(guò)程。
2 過(guò)程
首先在ANSYS經(jīng)典界面定義兩個(gè)單元類型，分別是shell181和solid185。如圖1所示。
建立幾何模型，采用block命令，建立100x40x10的長(zhǎng)方體：
block,-50,50,0,10,-20,20
如圖2所示。
圖2 幾何模型
之后為了演示網(wǎng)格劃分，將模型切分成幾塊，如圖3所示。
圖3 切分模型
再然后選擇殼單元shell181，如圖4所示：
圖4 選擇shell181單元
然后設(shè)置模型最上層的面各個(gè)線條的分?jǐn)?shù)：
圖5 操作
份數(shù)分別如圖6.
圖6 線條份數(shù)
之后點(diǎn)擊MeshTool，如圖7所示。
圖7 劃分面網(wǎng)格設(shè)置
如圖7設(shè)置，點(diǎn)擊Mesh，選中模型的最上一層表面劃分，得到圖8的結(jié)果。
圖8 面網(wǎng)格劃分
再重復(fù)前面的選擇單元的操作，選擇單元類型為solid185，并且在MeshTool里選擇Volumes 的掃掠（sweep）劃分，如圖9所示。
圖9 操作
點(diǎn)擊Sweep選中所有的體，即得到如圖10所示的網(wǎng)格。
展開 ANSYS-Meshing網(wǎng)格劃分教程-09面網(wǎng)格
01 在DM中導(dǎo)入mixingelbow（2D）
02 進(jìn)入meshing，設(shè)置如下
generate mesh，劃分網(wǎng)格
mixingelbow.7z
Hypermesh網(wǎng)格劃分
，但未必網(wǎng)格規(guī)則，因此我們需要用到邊偏置（這里特別感謝ansys 聰聰）功能來(lái)調(diào)整
21.選擇biasing選項(xiàng)，調(diào)整網(wǎng)格區(qū)域的數(shù)值，讀者可以親自嘗試
22.先嘗試調(diào)整某個(gè)邊的數(shù)值，觀察網(wǎng)格的變動(dòng)情況，再根據(jù)變動(dòng)開始對(duì)各個(gè)邊進(jìn)行調(diào)整，最終得到了下圖規(guī)則的網(wǎng)格
23.對(duì)各個(gè)面以上述的方法進(jìn)行劃分，得到面的2D網(wǎng)格
24.使用soild map進(jìn)行面到體網(wǎng)格的映射
25.體網(wǎng)格劃分完畢之后進(jìn)行網(wǎng)格的鏡像
26.鏡像之前要先對(duì)網(wǎng)格進(jìn)行復(fù)制，否則相當(dāng)于原網(wǎng)格的移動(dòng)，讀者可以自己嘗試
27.鏡像完畢
28.進(jìn)行網(wǎng)格的合并節(jié)點(diǎn)
29.選擇equivalence，進(jìn)行網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)合并
30.再次進(jìn)行網(wǎng)格的鏡像，得到最終的網(wǎng)格
31.導(dǎo)出網(wǎng)格，導(dǎo)出inp文件
總結(jié)：
1.每個(gè)人對(duì)模型的切分思路以及操作方式不一樣，因此讀者可以嘗試其他的思路進(jìn)行網(wǎng)格的劃分；
2.在hypermesh中，最終生成的只是網(wǎng)格，而不是模型+網(wǎng)格；
3.當(dāng)對(duì)一個(gè)模型進(jìn)行切分，然后依次劃分，最終必須經(jīng)常網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)的合并；
4.劃分網(wǎng)格一般順序是先劃分2D面網(wǎng)格，最后通過(guò)面網(wǎng)格進(jìn)行映射得到體網(wǎng)格；
5.筆者使用的分析軟件為ANSYSworkbench，因此常常導(dǎo)出網(wǎng)格時(shí)候，選取ABAQUS格式生成inp網(wǎng)格文件，最后使用FE模塊進(jìn)行轉(zhuǎn)化（這種方式只有網(wǎng)格模型，如果在hm中設(shè)置了材料參數(shù)，盡量使用cdb文件），如果讀者使用ANSYS apdl，導(dǎo)出時(shí)候選取ANSYS格式，生成cdb文件，用ANSYS apdl進(jìn)行讀取。
展開 STAR-CCM+體網(wǎng)格切面，復(fù)雜表面幾何處理與網(wǎng)格劃分
圖74 面網(wǎng)格增長(zhǎng)方式選擇
點(diǎn)擊工具欄中刪除網(wǎng)格按鈕
,將當(dāng)前的體網(wǎng)格進(jìn)行刪除，然后點(diǎn)擊工具欄處的體網(wǎng)格生成按鈕
進(jìn)行體網(wǎng)格建立，等網(wǎng)格生成后，右鍵點(diǎn)擊主界面空白區(qū)，選擇選擇“Apply Representations”→“Volume Mesh”，顯示Trimmer體網(wǎng)格，如圖75所示。
圖75 Trimmer體網(wǎng)格顯示
至此，所有網(wǎng)格建立完畢
文章來(lái)源：正脈科工 CAE
