abaqus高階網格
關注創建者：王靖雯 創建時間：2023-02-27
abaqus高階網格的視頻教程
ABAQUS高階學習方法講解-中文幫助文檔整理
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abaqus高階網格的實例教程
主要內容
什么是高階網格
為什么網格曲線化比提升階數更重要
高階網格相比于線性網格的優勢
如何從線性網格創建高階網格
圖中兩個渦輪葉片是一個線性混合網格（六面體，四面體等）。高階網格的劃分能夠在一些關鍵面上在不損失網格精度的情況下降低網格數量。
任何時候針對任何復雜系統進行數值模擬時，控制方程與幾何模型都需要經過不同程度的離散化處理。在 CFD 模擬中，網格劃分將系統幾何模型離散化，創建一組被用于控制方程計算的節點。現代 CFD 的一個挑戰是在模擬中如何做到求解高精度、網格高分辨率和低計算資源耗費的平衡。為了達到這一目標，很多網格生成方法的開發都意圖在處理復雜幾何圖形的同時不增加計算復雜性。
在 CFD 模擬使用的多種網格生成方法中，高階網格是一種能夠實現精度、分辨率和計算成本平衡的有效方法。高階網格劃分的目標是利用高階多項式曲線的優勢為 CFD 計算創建網格，從而實現在復雜系統環境下提供比線性網格更高的精度。高階網格是如何生成的？就計算精度和計算復雜性而言又是如何在線性網格上疊加實現的？
展開 03 在應力梯度較小位置，六面體單元，高階四面體單元的求解都是可靠的，并且節點數影響較小。
04 在應力梯度較大位置，高階單元的應力結果比低階單元大；
05 在應力梯度較大位置，細密網格的應力結果比稀疏網格大；
建議：
01 如果幾何模型規則，很容易得到六面體網格，則首選六面體網格；
02 如果幾何模型不規則，在計算機性能允許下，完全可以使用高階面體網格；
ps：實際工作中，幾何模型一般都是不規則的，所以高階面體網格可以是最常用的；一般使用技巧就是，在應力梯度小的部分，網格可以適當稀疏；在應力梯度大并且關心的部分，網格必須進行細化。這樣的網格，既能控制節點總量不至于超量，也可以得到可靠的位移應力結果。
展開 01
前言
在文章【CAE前處理 | 高階單元在薄板網格劃分時的注意事項（1）】中，筆者對比了不同長厚比下，厚度方向網格數量對薄板結構的剛度及強度影響
根據計算結果初步判斷，1層高階全積分單元是能夠滿足薄板結構常規計算需求
這里可能有伙伴會想，“高階單元既然精度這么高，豈不是網格隨便劃分下就能進行計算？”
這里暫且不討論其它，單就薄板結構網格劃分而言，還有很重要的一部分數據沒有進行對比，那就是“長度方向網格數量對計算精度有著怎樣的影響？”
展開 機頭起落架配置
來自第三屆AIAA 機身噪聲計算基準問題研討會的飛機前起落架配置 用于高階網格生成。使用 Fidelity Pointwise 軟件將配置的粗線性網格提升至 P2。
圖 4. BANC III 起落架與插入的 P2 節點嚙合（左），BANC III P2 網格的特寫視圖（右）。
5. NASA CRM 翼身
本研究使用第六屆 AIAA CFD 阻力預測研討會的 NASA 機翼-機身配置通用研究模型。粗分辨率、線性、非結構化四面體網格用作 P2 和 P3 高階網格的基礎。生成由混合元素組成的新表面網格，并作為 P4 網格的基礎。
圖 5. 靠近翼尖后緣的 DPW6 CRM 翼身配置的 P2 網格的軸向切割（左），尾部凹口附近的 DPW 6 翼身配置的 P3 網格的軸向切割（中），混合用于 DPW6 翼身配置的 element P4 網格（右）。
參考
Steve L. Karman、J. Taylor Erwin、Ryan S. Glasby 和 Douglas L. Stefanski，“使用 WCN 優化的高階網格彎曲”，AIAA 論文第 1 號。2016-3178，2016 年 6 月。
文章來源：cadence博客
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傳統上，向網格添加單元（稱為 H 細化）是提高解精度的主要方法。額外的分辨率能夠捕獲通常由同一網格的較粗變化擴散的流動現象。用于提高空間和時間精度的另一種技術是通過執行度數提升，既針對給定單元內的假設解又針對單元本身，稱為高階 (HO) 網格劃分。這樣做時，線性網格可以通過沿邊、面和內部添加節點而變得彎曲。這樣就需要更少的元素來準確地表示彎曲幾何形狀并捕獲感興趣的復雜流動特征。
** 在表征
主要內容
什么是高階網格
為什么網格曲線化比提升階數更重要
高階網格相比于線性網格的優勢
如何從線性網格創建高階網格
圖中兩個渦輪葉片是一個線性混合網格（六面體，四面體等）。高階網格的劃分能夠在一些關鍵面上在不損失網格精度的情況下降低網格數量
01
前言
在文章【CAE前處理 | 高階單元在薄板網格劃分時的注意事項（1）】中，筆者對比了不同長厚比下，厚度方向網格數量對薄板結構的剛度及強度影響
根據計算結果初步判斷，1層高階全積分單元是能夠滿足薄板結構常規計算需求
這里可能有伙伴會想，“高階單元既然精度這么高，豈不是網格隨便劃分下就能進行計算？”
這里暫且不討論其它
00 網格怎么選
四面體網格適應性強，自動化高。六面體網格雖然質量高，但劃分起來更麻煩。到底該怎么選擇？本文用一個例子進行對比研究。
01 幾何模型
02 部分網格展示
04 用低階六面體單元進行仿真計算
某兩點的位移隨節點數的變化趨勢：
某應力梯度較小位置的應力隨節點數的變化趨勢：
