幾何劃分的案例
ANSA在多臺階幾何模型六面體劃分的應用
ANSA在多臺階幾何模型六面體劃分的應用
一. 概述
對多臺階、開孔類幾何模型采用六面體網格劃分前一般都需要進行分塊作業。使用新版的ANSA做前處理進行進行面體網格劃分時不需要簡化處理并切塊，允許用戶對齊Round面層數的前提下一次性拉伸出來六面體網格。
二.多臺階幾何模型劃分六面體流程及要點
待劃分六面體網格多特征幾何模型
?
在關鍵區域的螺孔周圍可以先在Master面幾何上做zone cut出washer，在空內部高度方向上以及其它臺階處高度方向上保持節點數（單元層數）一致。如下圖：
保持節點數一致
選取Master面
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選取多個連續的小面幾何時可以使用ANSA內嵌的選取工具實現快速的選取。如下圖：
選取Slave面
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一般情況下，ANSA會自動幫助用戶選擇需要的Round面幾何。但也要注意觀察需要用到的Round面。如果沒有自動選取完全，手動框選當前所有幾何，ANSA會自動過濾掉你已經選取的Master面和Slave面幾何，其余幾何面都會自動歸類到Round面中。
選取Round面
確認選擇，ANSA會將Master面上網格投射并替換掉Slave面的網格
生成六面體網格
網格質量較好
同理，曲面上特征也可以同樣操作實現一次性的拉伸。
三，總結：
這種六面體網格劃分能力極大地減少了網格劃分時的幾何簡化分塊、補面、分塊布置節點、拉伸等等的操作，大大提高了工作效率，進一步體現了ANSA軟件優點。
展開 復雜幾何體（齒輪箱吊座）六面體網格劃分步驟
Altair HyperMesh擁有最廣泛的商用CAD和CAE軟件接口，為企業提供了業界公認的統一的分析平臺，其最大的優點就是在于它強大的網格劃分功能，其六面體網格劃分功能是非常的豐富和靈活的，通常掌握主要的幾個命令基本就能夠滿足大部分的網格劃分工作。
本文以齒輪箱吊座為具體的劃分對象，使用常用的命令對其進行六面體網格劃分。
(1)幾何切分。利用Geom>solid edit>trim with plane/surf把幾何體沿對稱面切割，刪除一半，保留一半。
(2)抑制多余特征線。為了網格的規整，利用Geom>edge edit>suppress或者Geom>quick edit>toggle edge抑制多余特征線線。
(3)相互切割，形成可映射體(Mappable)。無法映射部分可通過除solidmap之外的命令來實現，比如linear solid、drag、line drag。本例中，對于無法映射的幾何體，先把上下兩個面的2D單元劃好，再通過linear solid（因為上下兩個平面呈半徑不一樣內外壁結構，無法通過直接拉伸來實現）。
(4)在已劃分好3D網格的體的周邊劃分其他幾何體的網格。在周邊體上劃一片2D網格，使用solid map>one volume來使周邊體自動生成3D網格。注意：一定要勾選“apply orthogonality to along”,否則不會與周邊網格節點對齊。最后使用Tool>edges命令來耦合節點。
(5)通過solid map>one volume 逐個劃分其余體的3D網格，直至把這個“圓筒”部分劃完。
(6)通過solid map>one volume 來劃分內部結構，發現網格不對齊，刪除。
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用ICEM CFD的非結構網格劃分方法處理了復雜幾何模型，并全程錄制了操作視頻（無聲但是視頻內含詳細字幕詳解），初始幾何模型及劃分完成后的網格如下所示，適合需要用icem處理復雜幾何的同學下載學習。
ANSA在多臺階幾何模型六面體劃分的應用
概述
在做六面體網格的劃分時，有些模型是不完全對稱模型，如果按照全部模型都做就會費時又費力，在 A N S A 中可以很方便的實現對不完全對稱模型不同部分進行修改，下面就介紹一下修改流程:
二.不完全對稱模型的修改流程及要點
待劃分六面體網格的不完全對稱模型
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此模型上下只有標出區域不同，所以我們可以只對其劃分一半模型的六面體網格，鏡像后利用劃分好的六面體模型對不同區域進行修改。
需要修改的網格區域（圖中幾何部分）
將需要修改的網格刪除，用mesh>element>Vol shell在與需要修改區域連接的體網格上取一層殼待用，將殼網格的節點投影到幾何邊上與其粘起來（避免后續修改部分與做好的體網格不粘接）：如上圖中的黃色點為已經與幾何粘接好的節點；做好這些工作后就可以對其不同部分的幾何按照六面體網格劃分的流程對其分塊及其劃分網格了。
已修改好的六面體網格
修改好之后檢查是否完全粘接好
三，總結：
在做不完全對稱模型的六面體網格時就可以先做一半，然后利用做好的模型對不同的部分進行修改，這樣可以做起來可以節省大量的工作時間，也大大提高了工作效率。
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電池熱管理三維仿真（二）：幾何清理與網格劃分
傳統意思上的CAE仿真前處理就是網格劃分，但往往由于到手的三維數模存在缺失面、重復面和多余的幾何特征等問題，不能直接網格化，所以需要幾何清理將數模處理到可以劃分網格的程度。電池熱管理仿真幾何清理也是一樣，需要將模組的結構簡化，至于液冷方式的電池包，還需要對軟管與接頭的干涉，快插公頭與母頭裝配間隙等進行前處理才能抽取完整的水流道。今天主要來介紹款筆者認為比較好用的前處理軟件SCDM，并對Fluent meshing，Star-ccm+和Hypermesh等常見的網格劃分工具做些簡單的對比介紹。
圖1 電池溫度場流場耦合仿真
（一）幾何清理：SCDM
SCDM全稱是SpaceClaim DesignModeler，是CAD軟件公司SpaceClaim為ANSYS開發3D前端處理應用，集成在Workbench平臺下。該軟件的最大特點，或者是最好用之處是直接建模，可以對導進來的CAD模型直接進行拉伸、填充和切割等處理，智能化程度較高，聽說最新版本的SCDM已經可以畫網格，也是逆天。下面來簡單講講幾個好用的功能：
（1）拉動：能直接對面進行拉伸操作，對線進行倒圓角操作，對拉伸的距離定義功能也較豐富，自定義距離、直到下一個面等，配合拉伸選項，能做切除、復制等操作。
圖2：對液冷管進行拉伸
（2）填充工具：能快速去除各種幾何特征，多余的面，圓角變直角等，一鍵完成，前處理神器；
圖3 ：去除多余的特征面
（3）剖面：幾何清理中也應用比較多，特別是看模型的干涉，內部間隙等，可以基于某些特征面創建剖視圖，并且能對這些剖面進行移動和旋轉等。
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Star-CCM+ VS Fluent幾何清理及網格劃分
當三維實體模型對于CFD模型工作流不是很理想時，STAR-CCM+提供了一些工具來幫助診斷和修復幾何圖形。在導入幾何圖形時可以打開的一個有用選項是檢查和修復無效的幾何對象，這將自動解決一些簡單但常見的問題，這些問題會產生無效的幾何圖形，例如非常接近但不一致的表面、孔洞和穿孔面。在導入具有非常小的或有問題的特性的部件(如孔或交叉口)時，另一個有用的工具是表面包面工具。當從一個低質量的CAD模型開始時，表面包面工具提供了一個封閉的、非相交的表面。結果部件被用來創建一個與物理連續體相關聯的體網格，其方式與典型的導入部分相同。
STAR-CCM+處理得特別好的另一個過程是網格生成。通常情況下，零件表面首先網格重構，以提高最終體積網格的質量，并指定需要更高網格密度的幾何形狀。體網格可以應用大量的控制和特性，并且可以以串行或并行方式執行，前提是用戶可以訪問并行的硬件和軟件許可資源。三種主要的網格模型類型是四面體、多面體和裁剪(六面體)。四面體網格，一般來說，是快速和可靠的處理，允許復雜的幾何網格具有較少的誤差，但結果的準確性較低。多面體網格，它聲稱，提供了一個平衡的解決復雜的網格生成問題，同時具有比四面體網格更高的精度。切割體網格主要利用六面體體積與最小的偏度和對齊與流動產生最高質量的網格。
三種網格都可以包含棱柱狀近壁層，將棱柱網格模型作為體網格過程的一部分(如下圖所示)。典型的表面和體積網格控制包括默認的單元大小、最小和最大單元大小、單元生長速度、棱鏡層厚度、棱柱層數和允許的質量度量。
文章來源：CAE虛擬與現實
展開 復雜幾何模型網格劃分技術
這種在進行體網格劃分前在其面上先劃分網格的方式對很多復雜模型可以進行良好的控制，但別忘了在體網格劃分完畢后清除面網格（也可用專門用于輔助網格劃分的虛擬單元類型－MESH200－來劃分面網格，之后不用清除）。
3 拖拉、掃略網格劃分
對于由面經過拖拉、旋轉、偏移（VDRAG、VROTAT、VOFFST、VEXT等系列命令）等方式生成的復雜三維實體而言，可先在原始面上生成殼（或MESH200）單元形式的面網格，然后在生成體的同時自動形成三維實體網格；對于已經形成好了的三維復雜實體，如果其在某個方向上的拓撲形式始終保持一致，則可用（人工或全自動）掃略網格劃分（VSWEEP命令）功能來劃分網格；這兩種方式形成的單元幾乎都是六面體單元。通常，采用掃略方式形成網格是一種非常好的方式，對于復雜幾何實體，經過一些簡單的切分處理，就可以自動形成規整的六面體網格，它比映射網格劃分方式具有更大的優勢和靈活性。
4 混合網格劃分
混合網格劃分即在幾何模型上，根據各部位的特點，分別采用自由、映射、掃略等多種網格劃分方式，以形成綜合效果盡量好的有限元模型。混合網格劃分方式要在計算精度、計算時間、建模工作量等方面進行綜合考慮。
展開 NASA眼中的CFD未來 |（4）幾何建模與網格劃分
例如，CREATETM Capstone （一個網格生成和幾何建模工具）已經納入了改進的B-Rep模型生成和修復功能。
CREATETM Capstone的幾何修復功能
此外，Geode幾何核心和相關MeshLink網格 - 幾何關聯性的開發提供了一個虛擬拓撲界面，使B-Rep模型更適合進行網格劃分。Geode 項目是 Pointwise 根據 NASA CFD Vision 2030 研究中發現的缺乏幾何建模方式而推出的工具，是第四代的實體建模和幾何內核，使用C++編寫，可在Windows、Linux和Mac上運行。而MeshLink庫提供了一個開放的、幾何核心中立的框架，用于網格幾何關聯。該庫使用C++面向對象編程模型編寫，但也提供了C、FORTRAN和Python 3版本。
相較于構建自己的B-Rep幾何建模內核，大部分研究人員，特別是參與多學科研究的人員，更傾向于利用商業CAD建模系統，因為其包含豐富的、基于特征的參數化建模能力、與當代工業基礎設施的兼容性等特性。
許多幾何內核存在的問題之一是它們最初并不是為在HPC或分布式環境中運行而設計的。這種限制有兩個方面。首先，大多數僅支持順序執行進行構建和查詢。其次，很多都是以CFD工作流之外的軟件來實現（可能由于許可約束或在不同的硬件或操作系統上運行）
針對上述限制已經出現了各解決措施，例如網格和幾何數據庫的使用。一些研究人員定制幾何內核的開發從一開始就考慮了高性能計算操作的需求。例如，由MIT推出的EGADSlite，一個用于高性能計算的輕量級幾何內核。
展開 網格劃分復雜的海洋幾何形狀從未如此簡單！
隨著海洋幾何形狀變得更加先進，與網格生成相關的復雜性也隨之增加。網格劃分的復雜性與多種因素有關，例如單元類型、單元結構、幾何形狀、拓撲、用戶專業知識、應用程序和網格劃分算法的選擇。隨著工程師需求的提高，商業網格劃分軟件必須處理日益復雜的網格劃分配置。Cadence Fidelity CFD 平臺提供各種針對前緣或鈍邊、自由表面、邊界層、粘性層等的網格劃分技術。這篇博文概述了一些網格劃分策略，以簡化復雜海洋幾何形狀的網格生成。
網格劃分策略
體積比表面積
體到面 (V2S) 是一種強大的并行網格劃分方法，適用于復雜的幾何形狀。它支持不干凈的幾何形狀，例如具有相交或非共形表面的幾何形狀，并且不需要事先進行表面網格劃分。Cadence V2S 網格劃分技術可以生成全六角形和六角主導的非結構化網格。全六面體網格使用懸掛節點來保持一致的六面體結構，而六面體主導網格使用四面體連接不同尺寸的六面體部分，而不引入懸掛節點。
V2S 全六角網格。
表面積與體積
表面到體積 (S2V) 網格生成器是用于高質量表面網格和粘性層的容錯網格生成器。因此，它需要相對干凈的幾何形狀。它在表面上生成非結構化的四方主導網格以及完全四面體或六面體主導的體積網格。
S2V 六芯網。
兩種網格劃分方法均與求解器無關。此外，Cadence Fidelity 平臺提供專用網格質量優化器，可以針對特定求解器調整網格。
表面細化
可選的表面和局部細化功能可以提高目標區域中網格的分辨率。網格均勻性、邊緣接近度和局部曲率都是決定表面網格是否進一步細化的因素。
全局設置
當處理具有多個表面的復雜幾何形狀時，細化每個表面并檢查表面邊緣之間的接近度可能會很乏味。在這種情況下，全局設置有助于細化整個幾何體。
展開 
CAE前處理：SolidWorks幾何分割+Ansys六面體網格劃分
可以借鑒下面的方式，使用CAD軟件對三維模型做幾何清理、幾何分割，然后使用CAE軟件劃分高質量網格。
下面以SolidWorks+Ansys為例。
一、用SolidWorks建立球體，并進行分割。
二、在DM中合并成一個部件，形成多實體部件，
即可實現實體間無接觸且共用節點。
三
、使用Meshing劃分六面體網格。
注：如不切分，劃分六面體網格有如下彈窗
文章來源：設計仿真一體化
NASA眼中CFD的未來（4）幾何建模與網格劃分
SMD方法可以有效地提高凹角處的網格質量
由8個分區著色處理器生成的6100萬單元F22戰斗機網格
在網格劃分軟件對高性能計算資源的利用方面，商業CFD和網格劃分代碼通常運行在數十億單元數的情況，
雖然數百億的網格在技術上是可行的，但很少有用戶使用這么大的網格。目前
大多數HPC網格是在本地服務器上完成的，同時云計算的試驗也在推進當中。
一些國家
實驗室可以使用比商業用戶更強大的計算機，但其使用的網格仍然在百億級別，而且還受到數據I/O效率的困擾，目前花費了
相當多的資源研究如何壓縮CFD數據，以便可以適用于現有的計算集群和用于后處理的的工作站
。
基于解決方案的網格自適應過程
近年來，對于復雜邊界表示(Boundary REPresentation)特征、表面曲率和底層表面參數化，初始和適應性網格生成的自動化程度有所提高。NASA、波音等也在持續推進自適應非結構網格方法的驗證。研究表明，相較于固定網格，自適應網格能夠大大減少人工成本。
一些非傳統的外部空氣動力學求解器，如CONVERGE和Cart3D，也在繼續發展高性能的笛卡爾切割單元方法來適應網格細化。
某型發動機的快速笛卡爾網格生成算法
幾何建模
幾何建模被提議作為2020年路線圖中的新元素。這是因為航空工程界有了同時獲取多種形式幾何模型的需求。這些需求在一些商用軟件中出現了越來越頻繁的應用。一個例子是最新版本的PTC Creo 加入了拓撲優化工作流程。
盡管商業MCAD軟件無法以高級CFD應用程序所需的方式提供對底層幾何模型的訪問，但依然愿意推進定制幾何建模系統的能力。
展開 STAR-CCM+復雜表面幾何處理與網格劃分（二）
CCM+，并非我原創但是沒找到出處，給大家做個參考
4.修補面處理：
因為是對其內部流體進行計算分析，所以先將大的開口封閉起來，小的縫隙可以通過包面進行自動縫合，首先進行如圖23所示兩個進口及三個出口的縫合。
右鍵單擊Representations→Import，選擇Repair Surface...選項, 彈出如圖24所示“Surface Preparation Options”菜單，因為是要進行縫補大面，而不是進行質量檢查，所以取消“Check All”選項，點擊“OK”按鈕，進入如圖25所示的“Repair Surface Mesh”菜單界面。
點擊如圖26所示“Fill Polygonal Patch”按鈕，將模型中的“inlet pipe”進口進行封閉,如圖27所示。
將“Faces”改為“Edges”選項，將“Cross pipe”入口進行修補，修補之后的效果如圖28所示。
運用同樣的方法將三個出口也進行修補，修補后的效果如圖29所示。
由于之前的特征性有可能會影響到包面的效果，所以將之前的特征線進行刪除，選擇模型樹中Regions→Feature Curves,將圖30中所有的特征線進行選擇，然后右鍵“Delete”進行刪除。
4.漏洞檢測：
右鍵點擊Continua→Mesh1→Models→Surface Wrapper,選擇Run leak detection...，先將“Current Point”選擇為“Source Point”，將圖31所示紅點移到模型外部；再將“Current Point” 選擇為“Target Point”，將圖32所示的紅點移到模型內部。
點擊如圖33所示“Wrapper Leak
展開 STAR-CCM+復雜表面幾何處理與網格劃分（四）
CCM+，并非我原創但是沒找到出處，給大家做個參考。
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