ansys網格類型的案例
starccm+網格類型及網格劃分技巧
本文章將談談starccm+中網格類型，大家可能比較熟悉常見多面體（Polyhedral Mesher）、四面體（Tetrahedral Mesher）、切割體（Trimmed Mesher）等網格類型。今天就來聊聊starccm+中所有網格類型及適用場合。最后再給大家分享一下劃分網格使用技巧，絕對驚喜，幫助大家提高網格劃分效率。下表總結了當前在基于零件（Parts-based meshing）和區域（Regions-based meshing）的網格劃分中可用的網格劃分器。
網格（mesher）
解釋描述
Surface Remesher
對原始面網格進行細化以提供合適CFD的優質離散網格
Polyhedral Mesher
生成由多面體單元組成的體網格。
多面體網格適用于：傳熱、旋流、復雜流動
Tetrahedral Mesher
生成由四面體單元組成的體網格。
Trimmed Mesher
通過切割具有幾何表面的六面體模板網格來生成體網格。
切割體網格適用于電子散熱、外部流動
Prism Layer Mesher
在壁面附件添加棱柱單元層，能獲得邊界層內粘性和熱梯度。
Advancing Layer Mesher
創建體網格，該網格由壁面附近的棱柱形單元層和其他地方的多面體網格組成。網格物體在壁面上創建表面網格并將其投影以創建棱柱形單元格圖層。
Extruder Mesher
從其中一個由核心體網格劃分器的網格邊界生成拉伸網格區域。
Thin Mesher
為薄幾何體生成棱柱分層體積網格。
展開 認識網格3 | 選擇合適的網格類型
學習有限元分析初期一般比較強調網格的重要性，這個階段大家會了解到各種各樣的網格（單元）類型，如質點，梁，三角形/四面體，四邊形/六面體等等，每種網格有其各自特點應用于不同的場合。其中，四面體和六面體的選擇問題一直是大家爭議的話題，因此本文主要從個人角度給出一些建議，希望對大家有所幫助。
易用性
早期分析工程師受限于計算機的求解能力，會花大部分時間進行幾何特征的簡化以及模型的切分來得到完善的六面體網格。現在普通的個人筆記本也能比較輕松地完成幾十萬節點的計算，再加上有限元分析技術在工程領域的推廣需要壓縮前處理工作的占比使其看起來更加便于使用，因此長期被打入冷宮的四面體網格又重新煥發了生機。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。
展開 探究有限元分析中的網格類型：殼單元、實體網格
有限元分析通過將復雜的結構分解為許多小的單元（即網格），然后通過對每個單元進行數學建模和分析，來模擬實際系統的行為。
1. 殼單元
殼單元是一種用于分析薄壁結構的二維網格類型。這些結構可能包括板、殼等。
殼單元通過將結構分割成許多小的三角形或四邊形單元來建模。
在殼單元中，每個單元代表了結構的一個小區域，其具有自己的厚度和受力特性。
殼單元的數學原理基于薄壁結構的理論，其中厚度方向的變形通常被忽略，從而簡化了模型的建立和求解過程。殼單元適用于考慮板、殼的彎曲、扭曲等變形行為。
2. 實體網格（3D）
實體網格是用于三維模型的網格類型。
它將模型中的幾何體分割成許多小的立方體或四面體單元。這些單元可以是六面體、四面體或其他類型的體元。
實體網格的數學原理基于三維立體幾何和體積力學理論，可以用于模擬各種三維結構的力學行為，如固體力學、熱力學等。
區別和應用
在計算上，殼單元、實體網格各有其優缺點和適用范圍。
殼單元適用于分析薄壁結構的變形行為，適用于工程中許多板、殼等結構的分析。
實體網格適用于對三維結構的力學行為進行綜合分析，包括體積效應和復雜的幾何形狀。
平面網格適用于分析平面結構，例如平板、橋梁等，其計算效率較高，但只適用于忽略結構厚度變化的情況。
歡迎留言批評指正。如果本文存在不夠清晰或準確之處，請您不吝賜教。
個人學習總結，整理不易，未經本人允許請勿搬運。
展開 自編程實現不同單元類型的網格映射（包括像素網格）-原創帖
前面帖子講解的都是基于第三方軟件進行像素網格或者界面自適應網格的生成方法，在本帖簡單展示下通過自編程插件或程序實現網格映射，這樣做的優點是：不針對某類單元、不針對幾何形狀、不針對幾何空間、整體效率高、方式多樣、操作簡單、節約時間，缺點是：不能處理真實形貌SEM圖片的網格映射。
具體思路在一個model中建立一個目標part1，進行多區域劃分，然后復制建立一個與目標part相同尺寸的無區域切分part2（模型樹里刪除切分操作即可），然后進行網格劃分，最后通過自編程插件或程序實現無區域切分part2網格到目標part1的映射。
下面給出幾個不同的例子;
1 規則形狀純四面體網格
2 規則模型純三角形網格
3 規則模型四邊形和三角形混合網格
4 規則模型純六面體網格
5 規則模型純四面體網格
6 規則模型純鍥形體網格
7 規則模型六面體和鍥形體混合網格
8 非規則形狀二維模型網格映射
純四邊形
純三角形
四邊形和三角形混合
9 非規則形狀三維模型網格映射
純六面體
純四面體
純鍥形體
六面體和鍥形體混合
最后給出總結如下圖所示;
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展開 
Star-ccm+網格劃分技巧之網格類型及適用場合
使用STAR-ccm+軟件的工程師可能比較熟悉常見多面體（Polyhedral Mesher）、四面體（TetrahedralMesher）、切割體（Trimmed Mesher）等網格類型。今天就來聊聊starccm+中所有網格類型及適用場合。最后再給大家分享一下劃分網格使用技巧，絕對驚喜，幫助大家提高網格劃分效率。下表總結了Starccm+中當前基于零件（Parts-based meshing）和區域（Regions-based meshing）的網格劃分中可用的網格劃分器。
大家在進行網格劃分時有沒有遇到這樣的情況：
1、畫網格時間很長；
2、畫網格到中途發生錯誤，
這時候就要用到并行網格劃分（Parallel Meshing）。
并行網格劃分（Parallel Meshing）就是使用多個內核數來加速網格生成，同時比單個內核創建更大的網格。在對大型零件進行網格劃分時，此功能特別有用。并行網格是共形的，并且具有與串行網格相當的質量。
一定要注意，在模擬中使用并行網格劃分，請以并行模式啟動模擬。
有些同學在平時操作過程可能已經知道這個功能，是不是有時候無法使用Parallel Meshing呢？實際上并不是所有的網格類型都適用于Parallel Meshing。以下網格類型支持Parallel Meshing：Polyhedral Mesher、TetrahedralMesher、Prism LayerMesher、Trimmed Mesher；同樣這些網格類型不支持Parallel Meshing：Thin Mesher、Extruder Mesher、GeneralizedCylinder Mesher、Advancing Layer Mesher。
展開 基于oof2實現不同單元類型的網格映射（包括像素網格）-原創帖
上一個帖子講了通過二次開發編程實現不同單元類型的網格映射，本帖再介紹下oof2實現不同單元類型的網格映射，這種方法有個限制條件：暫時不能用于三維模型（初步功能開啟），但是它也有一個優點是對于真實形貌的SEM圖像也是可以處理的。
主要思路：在導入oof2前對圖片中不同區域賦予不同顏色，然后在oof2中進行圖像處理，然后建立不同顏色像素集合，再進行骨架劃分，同一個圖片可以進行不同的種類的骨架劃分，然后對骨架進行細化、界面捕捉、分割、光滑等處理，最后生成有限元網格，導出ABAQUS格式。
下面給出在oof2中處理的不同形狀、不同單元類型的二維模型示例圖（這只是一個例子展示，大家不用較真，圖片在ps中進行了輕微處理，獲得的網格界面處理的非常好）：
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展開 ANSYS不同單元類型連接專題（二）Solid-Beam單元的連接（類型二）
應力最大值為3.58MPa（此結果非精確結果，如想得到精確結果需要進一步細化網格）。
二、solid計算。
為了與solid-beam模型計算的結果進行比較，計算時我們使用與solid-beam模型相同的材料模型、單元尺寸和類型、載荷、邊界條件。
計算完成后，提取計算結果文件中的整體變形、整體應力和圓孔面上的應力如下。
1.整體變形。提取變形結果，我們發現：最大變形量為0.873mm。
2.整體應力。提取應力結果，我們發現：最大應力值為20.181 MPa （應力奇異位置，應力值失真）。
3. 圓孔面上的應力。應力最大值為3.583MPa（此結果非精確結果，如想得到精確結果需要進一步細化網格）。
通過對比兩次計算的結果發現：
1）全部使用Solid單元進行分析和使用Solid單元和Beam單元連接起來進行分析，
計算結果幾乎完全一致；（整體應力最大數值的大小和位置，使用solid單元計算存在應力奇異，不進行比較）。
2）使用Solid單元和Beam單元建模和全部使用solid單元進行建模相比，節點數量大大減少，
顯著
降低了計算量。
三、連接原理。
詳見上篇文章
《ANSYS不同單元類型連接專題（一）Solid-Beam單元的連接》。
至此，本文完結。
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展開 ICEM-鋸齒機翼類型結構化網格
對于這樣的鋸齒機翼結構化網格，難點比較多，又得考慮周期性，因此這個畫法比較特殊，分塊策略和之前大不同，需要根據機翼兩端將塊進行周期處理。（PS:一兩句說不清，就是大概這么個意思）
Moldex3D模流分析之hybrid與hexa網格類型模擬分析
射出壓縮成型模塊的限制
Moldex3D射出壓縮成型模塊只支持solid網格模型，且壓縮區域的網格在Moldex3D Mesh中須設定為射出壓縮面。使用射壓縮模塊也需要較高的實體網格質量，只有hybrid與hexa網格類型適用于模擬分析。
注意：射出壓縮成型模塊不支持純tetra與pyramid網格。
1. 前處理 (Pre-processing)
其前處理階段的步驟與基本模塊的相似：
步驟1：新項目建立
步驟2：設定分析系統并建立網格
步驟3：設定材料及成型參數
步驟4：執行分析并觀測分析結果
以下將列出特定步驟的操作說明。
產生網格模型 (General Mesh)
壓縮面是塑件在充填階段時被動模所壓縮的表面。在壓縮面上的邊界條件需在前處理步驟中設定。下述將介紹如何在Moldex3D Mesh中設定邊界條件。
設定壓縮邊界條件的步驟 (Compression Boundary Condition Setting)
在設定邊界條件之前，應先提供質量良好的前處理網格模型。此設定包含選擇壓縮面區域及確認其方向。
檢查塑件上的自由面 (Check Free Surface on the Part)
選擇塑件網格，點擊檢查自由面（Check the Free Surfaces）。注意：如果邊界網格是一個封閉的表面，將產生封閉的邊界網格且標示為紅色。
選擇公模壓縮的產品面 (Select the Desired Surface)
選擇邊界條件的面，復制它們至新建立的圖層名稱，就像下圖中的BC圖層，然后隱藏不適合的面。
展開 ANSYS單元類型選擇方法 附ansys結構單元與材料應用手冊下載
六、單元類型選擇方法
7.進行完前面的選擇工作，單元類型就基本上已經定位在2-3種單元類型上了，接下來打開這幾種單元的幫助手冊，進行以下工作：
仔細閱讀其單元描述，檢查是否與分析問題的背景吻合、
了解單元所需輸入的參數、單元關鍵項和載荷考慮；
了解單元的輸出數據；
下載地址：ansys結構單元與材料應用手冊
仿真應用 | 單元類型和網格密度對有限元求解的影響
2 與時俱進的看法
現如今，隨著計算機硬件資源的普及和算力的提高，大部分情況下，CAE工程師其實不用特別在意網格的規模，如果能快速生成質量符合要求的網格，即使網格適當的增多一點，也是完全可接受的。因此在網格規模和劃分網格時間之中，存在新的平衡。與時俱進的看法是：應該用最快的方式產生質量和規模符合要求的網格，因為這樣效率是最高的。在筆者的使用經驗中，ANSYS的網格劃分模塊ANSYS Meshing無疑是其中的佼佼者。
ANSYS Meshing應用了大量先進的網格智能算法，讓使用者定義盡量少的參數，就可以快速生成較高質量的網格，這是十年前，二十年前無法企及的?，F在得益于硬件資源和軟件算法的發展，一切都已經實現，并且還在不斷迭代和進步。
ANSYS Meshing的初學者，在有力的指導下，通過一兩天的學習就可以把網格劃分掌握的很好。這和ANSYS公司的軟件設計理念是一脈相承的，ANSYS希望分析者將更多的精力放在自身的業務問題上，而不是軟件操作本身。所以ANSYS公司所有的產品都是那么易學易用，這也是ANSYS產品體系能夠風靡全球的原因所在。
不可否認，專業的前處理工具能劃分出高質量的網格，比如Hypermesh，ANSA，ICEM CFD等。但是使用者前期需花費大量的時間練習，才能嫻熟的掌握這些軟件，并且需要花費大量的時間操作，才能產生高質量的網格。在某些情況下，這樣做是值得的。但絕大多數情況下，前處理不應該占據太多的精力，尤其在不斷設計迭代的研發流程中，網格生成必須快捷高效，ANSYS Meshing是不二之選。
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有限元仿真分析技術中網格劃分的類型與步驟
對于有限元分析來說，網格劃分是其中最關鍵的一個步驟，網格劃分的好壞直接影響到解算的精度和速度。網格化有三個步驟：定義單元屬性（包括實常數）、在幾何模型上定義網格屬性、劃分網格。
今天，有限元科技小編就給大家分享：有限元仿真分析技術中網格劃分的類型與步驟。
定義網格的屬性主要是定義單元的形狀、大小。單元大小基本上在線段上定義，可以用線段數目或長度大小來劃分，可以在線段建立后立刻聲明，或整個實體模型完成后逐一聲明。采用Bottom-Up方式建立模型時，采用線段建立后立刻聲明比較方便且不易出錯。例如聲明線段數目和大小后，復制對象時其屬性將會一起復制，完成上述操作后便可進行網格化命令。
網格化過程也可以逐步進行，即實體模型對象完成到某個階段就進行網格話，如所得結果滿意，則繼續建立其他對象并網格化。
網格的劃分可以分為自由網格(freemeshing)、www.featech.com.cn映射網格(mappedmeshing)和掃略網格(sweepmeshing)等。
一、自由網格劃分
自由網格劃分是自動化程度最高的網格劃分技術之一，它在面上可以自動生成三角形或四邊形網格，在體上自動生成四面體網格。通常情況下，可利用ANSYS的智能尺寸控制技術（SMARTSIZE命令）來自動控制網格的大小和疏密分布，也可進行人工設置網格的大小（AESIZE、LESIZE、KESIZE、ESIZE等系列命令）并控制疏密分布以及選擇分網算法等（MOPT命令）。
對于復雜幾何模型而言，這種分網方法省時省力，但缺點是單元數量通常會很大，計算效率降低。同時，由于這種方法對于三維復雜模型只能生成四面體單元，為了獲得較好的計算精度，建議采用二次四面體單元（92號單元）。
展開 網格類型對懸置減振元件有限元計算的影響研究
對零件的特性進行仿真涉及諸多方面,網格劃分、本構模型的選擇、材料模型參數的獲得、計算方法的選擇等。本文將在其他參數都保持不變的情況下探討一下網格類型對計算結果的影響。本文所研究的懸置減振元件的UG模型見圖1。
圖1 分析所用懸置彈性元件UG模型
1、本構模型
橡膠材料具有幾何和材料雙重非線性，通常情況下體積是不可壓縮的并且橡膠材料的變形是一個非常復雜的過程，伴隨著大位移、大應變，且其力學行為對溫度、環境、應變歷史、加載速率十分敏感，這樣就使得描述橡膠的行為非常復雜，所以橡膠材料需定義橡膠的非線性本構模型。
描述橡膠的本構模型種類相當多，常用的多項式模型有Mooney-Rivlin模型，Neo-Hookean模型，Ogden模型以及Yeoh模型等。
本研究統一使用Mooney-Rivlin模型, 邵氏硬度50度的橡膠材料參數為C10=0.2969，C01=0.0584。
2、兩種網格類型的優缺點
2.1四面體網格
優點：對復雜的幾何模型適應性好，多用于自由網格劃分，可以快速生成網格；
缺點：同樣網格尺寸條件下，分析結果精度相對六面體要差一些，獲得同等精度需要采用高階單元，從而會導致更大的計算量；
圖2 劃分完成的四面體網格模型
2.2六面體網格
優點：六面體網格單元的計算精度明顯要高于四面體單元。其次，在實體離散過程中，采用相同大小的單元尺寸的情況下，六面體網格劃分的單元數量要比四面體網格劃分的單元數量少很多。較少的單元數量意味著有限元計算所需時間較少。
展開 ANSYS 中查詢單元類型
在 ANSYS 中查詢單元類型有多種方法，下面將針對經典 APDL 界面和 Workbench 界面分別展開介紹。
經典 APDL 界面
1. 使用命令查詢
在 APDL 的命令輸入窗口輸入特定命令即可查詢單元類型。
查詢所有單元信息：使用ELIST命令能列出所有單元的詳細信息，其中包含單元類型。輸入命令后按回車鍵，程序會在輸出窗口顯示單元的編號、節點編號以及單元類型等信息。
ANSYS單元類型
實體單元類型也比較多，實體單元也是實際工程中使用最多的單元類型。
常用的實體單元類型有solid45, solid92,solid185,solid187這幾種。
其中把solid45,solid185可以歸為第一類，他們都是六面體單元，都可以退化為四面體和棱柱體，單元的主要功能基本相同,(SOLID185還可以用于不可壓縮超彈性材料)。Solid92, solid187可以歸為第二類，他們都是帶中間節點的四面體單元，單元的主要功能基本相同。實際選用單元類型的時候，到底是選擇第一類還是選擇第二類呢？也就是到底是選用六面體還是帶中間節點的四面體呢？
如果所分析的結構比較簡單，可以很方便的全部劃分為六面體單元，或者絕大部分是六面體，只含有少量四面體和棱柱體，此時，應該選用第一類單元，也就是選用六面體單元；如果所分析的結構比較復雜，難以劃分出六面體，應該選用第二類單元，也就是帶中間節點的四面體單元。
新手最容易犯的一個錯誤就是選用了第一類單元類型(六面體單元)，但是，在劃分網格的時候，由于結構比較復雜，六面體劃分不出來，單元全部被劃分成了四面體，也就是退化的六面體單元，這種情況，計算出來的結果的精度是非常糟糕的，有時候即使你把單元劃分的很細，計算精度也很差，這種情況是絕對要避免的。
六面體單元和帶中間節點的四面體單元的計算精度都是很高的，他們的區別在于：一個六面體單元只有8個節點，計算規模小，但是復雜的結構很難劃分出好的六面體單元，帶中間節點的四面體單元恰好相反，不管結構多么復雜，總能輕易地劃分出四面體，但是，由于每個單元有10個節點，總節點數比較多，計算量會增大很多。
前面把常用的實體單元類型歸為2類了，對于同一類型中的單元，應該選哪一種呢？通常情況下，同一個類型中，各種不同的單元，計算精度幾乎沒有什么明顯的差別。選取的基本原則是優先選用編號高的單元。
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