網(wǎng)格自動(dòng)化生成
關(guān)注創(chuàng)建者：陸面體科技 創(chuàng)建時(shí)間：2019-11-04
網(wǎng)格自動(dòng)化生成的視頻教程
笛卡爾網(wǎng)格生成工具VisCART多個(gè)域網(wǎng)格生成教程
對(duì)法國(guó)ESI公司的的笛卡爾網(wǎng)格生成工具VisCART的多域網(wǎng)格的生成過程進(jìn)行錄制，演示整個(gè)網(wǎng)格生成過程。
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SimLab網(wǎng)格模板及自動(dòng)化答疑&實(shí)操專場(chǎng)
第二節(jié)：SimLab網(wǎng)格模板及自動(dòng)化【已結(jié)束】 直播時(shí)間：2019-05-09 19:30 主要內(nèi)容： 1、mesh control模板的創(chuàng)建及使用 2、宏錄制、修改及使用
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網(wǎng)格自動(dòng)化生成的實(shí)例教程
網(wǎng)格生成平臺(tái)已上線
2019/10/31
寫在前面：
陸面體科技有限公司開發(fā)出的網(wǎng)格自動(dòng)化生成工具部署于云端，用戶無(wú)需安裝直接在web登錄即可使用，具有多用戶多項(xiàng)目管理的功能。
網(wǎng)格生成工具采用CfMesh開源代碼，并設(shè)計(jì)出簡(jiǎn)潔友好的交互界面，具有自動(dòng)化程度高、支持并行等特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)上傳轉(zhuǎn)換幾何（stl, stp, iges, brep格式）、面加密、體加密、創(chuàng)建邊界層和定義拓?fù)浼汝P(guān)鍵功能。
我公司后續(xù)還會(huì)繼續(xù)引入OpenFOAM和ParaView等開源工具，搭建一個(gè)集上傳幾何、網(wǎng)格自動(dòng)化生成、仿真求解和結(jié)果后處理于一體的全流程操作云平臺(tái)。
展開 本篇文檔基于MATLAB軟件實(shí)現(xiàn)了封閉曲線形成的曲面內(nèi)網(wǎng)格的自動(dòng)化生成過程。在平面內(nèi)給定任意數(shù)量的一圈點(diǎn)，如圖所示：
采用非線性擬合方法生成封閉曲線：
對(duì)形成的封閉曲線的面內(nèi)進(jìn)行網(wǎng)格生成：
感興趣的朋友，可下載整個(gè)一套程序，從而實(shí)現(xiàn)從點(diǎn)到線到面到網(wǎng)格的全套自動(dòng)化過程。也可加Q：172497934，進(jìn)行交流。
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如果您想嘗試 Fidelity Pointwise 通過自動(dòng)化解決網(wǎng)格生成和幾何訪問挑戰(zhàn)，請(qǐng)立即申請(qǐng)演示。
文章來(lái)源：cadence博客
在CFD分析的全自動(dòng)優(yōu)化過程中，一個(gè)關(guān)鍵任務(wù)就是如何實(shí)現(xiàn)模型、網(wǎng)格的自動(dòng)生成以及CFD流場(chǎng)分析的自動(dòng)運(yùn)行。最近，我們?cè)诘囊粋€(gè)名為“GAMMA”研究項(xiàng)目中，遇到這樣一個(gè)難題——要求自動(dòng)的生成一個(gè)結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格。
為什么要結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格
與非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格相比，結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格可以極大地加快流場(chǎng)分析，并且能得到一個(gè)精度較好的結(jié)果。在大型設(shè)計(jì)研究中進(jìn)行高質(zhì)量的分析時(shí)，兩者都可以很好的應(yīng)用。然而，在優(yōu)化研究中，非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格的自動(dòng)化生成會(huì)更加容易實(shí)現(xiàn)——只需幾何模型就可以實(shí)現(xiàn)。結(jié)構(gòu)畫網(wǎng)格卻不是這么簡(jiǎn)單。
結(jié)構(gòu)網(wǎng)格的挑戰(zhàn)
關(guān)鍵問題在于結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格如何去填充一個(gè)任意幾何的全部特征？舉個(gè)我們研究的例子，例如渦輪增壓器的蝸殼，它就存在一個(gè)雖然很小，但卻很難處理的幾何特征——蝸舌。如下圖所示：
蝸舌區(qū)域是蝸管體和出口段之間的過渡區(qū)域。這對(duì)于結(jié)構(gòu)網(wǎng)格來(lái)說有點(diǎn)復(fù)雜。對(duì)于蝸管主體，可以很好劃分結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格，一般這部分的結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格方式比較明確。但是在蝸殼存在蝸舌結(jié)構(gòu)，如何對(duì)蝸舌處劃分結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格？在這里就有一些用戶迷茫了。
幾何框架
考慮在這樣的蝸殼幾何生成結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格，那么就需要要為網(wǎng)格系統(tǒng)提取一些有用的信息。對(duì)于各類復(fù)雜幾何，是不可能只以一種方式來(lái)自動(dòng)生成結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格。我們所做的不僅是生成出新設(shè)計(jì)的網(wǎng)格，還基于CAESES軟件建立一套基于模型參數(shù)化的幾何框架（能引導(dǎo)生成結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格），它在某種邏輯上展示了網(wǎng)格是如何劃分的，然后用該幾何框架生成結(jié)構(gòu)畫網(wǎng)格。下圖展示了幾何框架是如何布置的。
通過這些幾何信息，實(shí)現(xiàn)了對(duì)這個(gè)復(fù)雜幾何結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格劃分。由于這些內(nèi)部曲線是模型本身的一部分，所以當(dāng)修改蝸殼的設(shè)計(jì)變量時(shí)，它們也會(huì)自動(dòng)調(diào)整。對(duì)于無(wú)界面使用者，也可以在優(yōu)化過程中通過腳本形式創(chuàng)建幾何，實(shí)現(xiàn)相同的效果，例如通過外部?jī)?yōu)化工具控制。這也使得該方法能直接適用于HPC環(huán)境。
展開 復(fù)合材料多尺度力學(xué)仿真中，代表性體積單元（RVE）的幾何建模與網(wǎng)格劃分是前處理階段的主要工作之一。受周期性邊界條件的約束，纖維在模型邊界處的切割精度直接影響后續(xù)網(wǎng)格匹配。當(dāng)纖維端面與基體表面未能完全共面時(shí)，往往產(chǎn)生微小幾何階躍，導(dǎo)致節(jié)點(diǎn)投影誤差。這些問題在手動(dòng)腳本處理時(shí)出錯(cuò)的概率較高。
針對(duì)上述情況，基于Abaqus環(huán)境開發(fā)了Periodic RVE Generator插件，對(duì)纖維生成、布爾切削及空間排布算法進(jìn)行了重新編寫，以提升建模穩(wěn)定性與操作效率。以下就工具的主要算法邏輯和使用方式作簡(jiǎn)要說明。
圖 1. 插件GUI界面（可輸入基體尺寸，纖維直徑，長(zhǎng)度，纖維體積分?jǐn)?shù)，短纖維/連續(xù)纖維，設(shè)置纖維方向）
一、纖維拓?fù)湫螒B(tài)的定義
為適應(yīng)不同分析層次的需求，插件將纖維的幾何拓?fù)渑c空間取向解耦。通過Fibre Form選項(xiàng)可切換短纖維與連續(xù)纖維兩種模式。
當(dāng)選用連續(xù)纖維時(shí)，程序調(diào)用超限切削邏輯：先在計(jì)算基體尺寸后，使纖維初始生成時(shí)超出邊界，隨后通過全局布爾運(yùn)算切除外部多余幾何體。這一處理方式使得所有纖維端面與基體表面具備一致的平齊度，避免了切割面階差對(duì)周期性網(wǎng)格對(duì)齊造成的影響。
圖 2. 連續(xù)纖維（左圖）和短纖維（右圖）周期性單胞
二、纖維空間分布算法
插件內(nèi)置了兩種空間拓?fù)浞植挤绞剑?正交約束排布：控制纖維沿指定的X、Y或Z方向?qū)R，適用于單向板類RVE的構(gòu)建；
三維隨機(jī)分布（Random 3D）：采用球面投影與隨機(jī)變量正弦變換生成取向向量，保證空間方向無(wú)統(tǒng)計(jì)偏置。通過干涉檢測(cè)算法，在較高體積分?jǐn)?shù)條件下仍能保持一定的生成成功率。
圖 3.
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網(wǎng)格自動(dòng)化生成的最新內(nèi)容
復(fù)合材料多尺度力學(xué)仿真中，代表性體積單元（RVE）的幾何建模與網(wǎng)格劃分是前處理階段的主要工作之一。受周期性邊界條件的約束，纖維在模型邊界處的切割精度直接影響后續(xù)網(wǎng)格匹配。當(dāng)纖維端面與基體表面未能完全共面時(shí)，往往產(chǎn)生微小幾何階躍，導(dǎo)致節(jié)點(diǎn)投影誤差。這些問題在手動(dòng)腳本處理時(shí)出錯(cuò)的概率較高。
針對(duì)上述情況，基于Abaqus環(huán)境開發(fā)了Periodic RVE Generator插件，對(duì)纖維生成
計(jì)算流體力學(xué)（CFD）領(lǐng)域有一句話：“仿真上限看算法，下限看網(wǎng)格。”
仿真工程師的成長(zhǎng)史，是一部與網(wǎng)格的相愛相殺史。整個(gè)仿真，最耗精力的往往不是對(duì)物理現(xiàn)象的思考，也不是對(duì)算法的優(yōu)化，而是瑣碎重復(fù)的網(wǎng)格調(diào)整。
要理解網(wǎng)格為什么重要，先回到CFD的本質(zhì)。
CFD可以看作一個(gè)“虛擬實(shí)驗(yàn)室”，在計(jì)算機(jī)中復(fù)刻真實(shí)的物理世界。現(xiàn)實(shí)世界的物理場(chǎng)是連續(xù)的，壓力、速度、溫度在空間中處處存在
模塊 4 殼單元批量網(wǎng)格劃分：通過配置批量網(wǎng)格劃分參數(shù)，實(shí)現(xiàn)殼單元網(wǎng)格的自動(dòng)化生成；掌握幾何簡(jiǎn)化技巧，在保證分析精度的前提下，避免生成低質(zhì)量網(wǎng)格單元。
模塊 5 實(shí)體單元批量網(wǎng)格劃分：探索基于批量網(wǎng)格工具的實(shí)體單元自動(dòng)化生成方法；學(xué)習(xí)通過參數(shù)配置與細(xì)微的幾何調(diào)整，確保所有實(shí)體單元滿足指定的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。
三維機(jī)織復(fù)合材料簡(jiǎn)介
三維機(jī)織又稱2.5D，和平面機(jī)織材料相比，它的經(jīng)紗可以穿越厚度方向的其他層，上下交織，經(jīng)緯互鎖。
這種結(jié)構(gòu)本質(zhì)上還是由經(jīng)緯兩組紗構(gòu)成，但是又具有了厚度方向紗線，因此稱2.5D。
這種結(jié)構(gòu)的好處就是經(jīng)緯互鎖，層層交聯(lián)，抗分層特性好。
層合板確實(shí)容易分層，但是成型前層層不相干，實(shí)際制造中逐層鋪貼過程可以讓樹脂和纖維充分浸潤(rùn)。或者直接每層制成預(yù)浸料
上一期提到，最近解決了纖維軌跡到三維網(wǎng)格生成技術(shù)。
熟悉我們號(hào)的朋友應(yīng)該也發(fā)現(xiàn)了，如果說“靜界有限元”有什么特色的話，那一定是圍繞工程問題，具有系統(tǒng)性的解決方案和配套技術(shù)。我們?cè)诜抡妗⒃囼?yàn)的同時(shí)，長(zhǎng)期致力于各種配套軟件工具的開發(fā)，做一個(gè)東西對(duì)應(yīng)開發(fā)一套軟件，讓其他人也能用。
很多事的根源，都要追溯到開頭。開頭是怎么開的，很大程度會(huì)影響一個(gè)人的后續(xù)職業(yè)生涯。
因此，網(wǎng)格生成的自動(dòng)化、大規(guī)模化、并行化是網(wǎng)格技術(shù)發(fā)展的大勢(shì)所趨。 </p><p><br></p><p class="ql-align-center"><img src="https://img.jishulink.com/202110/imgs/9d6db25838994b619fe799817fd56e62?
重構(gòu)仿真未來(lái)：AI驅(qū)動(dòng)的下一代仿真平臺(tái)
以“AI+仿真”為核心，全新平臺(tái)集成智能建模、自動(dòng)化網(wǎng)格生成和可視化分析，大幅降低仿真門檻。通過開放的二次開發(fā)接口，用戶可快速構(gòu)建定制化AI仿真工具，實(shí)現(xiàn)從傳統(tǒng)流程到智能研發(fā)范式的跨越式升級(jí)。
工業(yè)5.0的仿真新基建：
數(shù)據(jù)與算力的智能融合
探討AI如何打通仿真數(shù)據(jù)與工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)，構(gòu)建覆蓋產(chǎn)品全生命周期的數(shù)字孿生體系。
在網(wǎng)格劃分這一關(guān)鍵環(huán)節(jié)，VirtualFlow 采用先進(jìn)的笛卡爾網(wǎng)格技術(shù)，通過簡(jiǎn)單設(shè)定流體域尺寸和加密區(qū)域，即可實(shí)現(xiàn)網(wǎng)格的自動(dòng)化生成，極大地提高了建模效率。
DEIP是一個(gè)田納西大學(xué)土木工程學(xué)院開發(fā)的一個(gè)應(yīng)用于MATLAB/Octave的插件，用于將零厚度界面元素插入二維和三維有限元網(wǎng)格。底層算法基于拓?fù)洌m用于混合類型線性和二次元素的復(fù)雜非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格。插入是根據(jù)整個(gè)分析域內(nèi)的區(qū)域或子域指定的。
支持的單元類型包括：
同時(shí)該插件目前支持多種有限元軟件的導(dǎo)入格式：
使用效果如下：
也可以應(yīng)用于多晶界面行為研究：
產(chǎn)品升級(jí)重大亮點(diǎn)
一 智能驅(qū)動(dòng)，全程優(yōu)化
* TurboTides 集成了人工智能優(yōu)化器 OASIS、參數(shù)化建模工具、自動(dòng)化網(wǎng)格生成和 CFD/FEA 求解器，為用戶提供從設(shè)計(jì)到分析的全流程自動(dòng)化支持。
* 支持單目標(biāo)、多目標(biāo)、多學(xué)科的智能優(yōu)化，涵蓋多點(diǎn)優(yōu)化和氣動(dòng)結(jié)構(gòu)耦合優(yōu)化，顯著減少設(shè)計(jì)迭代時(shí)間，讓初級(jí)工程師也能完成高級(jí)設(shè)計(jì)任務(wù)。
