ansys網(wǎng)格類(lèi)型介紹
關(guān)注創(chuàng)建者：王靖雯 創(chuàng)建時(shí)間：2023-03-07
ansys網(wǎng)格類(lèi)型介紹的視頻教程
Ansys Mechanical 2021 R1 新功能介紹Ⅰ，網(wǎng)格、材料、界面及整體性能全面提升
中文界面Ansys Mechanical首發(fā)！嵌入Mechanical界面的Ansys nCode DesigLife疲勞分析工具；材料本構(gòu)的自動(dòng)挑選與參數(shù)優(yōu)化；短纖維增強(qiáng)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)仿真一站式解決方案；多優(yōu)化設(shè)計(jì)點(diǎn)的分布式計(jì)算管理以及網(wǎng)格裝配局部控制等等。這些都會(huì)讓您的結(jié)構(gòu)仿真過(guò)程更流暢！了解這些新功能，就在Ansys Mechanical 2021 R1新功能介紹Part I！
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ansys網(wǎng)格類(lèi)型介紹的實(shí)例教程
(2)Min elems in Gap：表示在空隙中的最少網(wǎng)格數(shù)量，該數(shù)值建議不超過(guò)3，對(duì)于系統(tǒng)級(jí)的散熱模擬，推薦的設(shè)置值為2。
(3)Min elems on edge：表示模型中每個(gè)邊上的最小網(wǎng)格數(shù)量，一般推薦設(shè)置為1或者2。
(4)Max size ration：表示相鄰網(wǎng)格間增長(zhǎng)的比率。設(shè)置的值越大，代表相鄰網(wǎng)格間的尺寸變化的越快，網(wǎng)格數(shù)量較少；設(shè)置的值越小，則網(wǎng)格尺寸變化過(guò)渡約好，網(wǎng)格越細(xì)化，相應(yīng)的網(wǎng)格數(shù)量會(huì)變多。
上圖中，從固壁面開(kāi)始計(jì)算網(wǎng)格尺寸，Dx1、Dx2和Dx3分別為距離壁面的第1、2和3個(gè)網(wǎng)格尺寸，size ration的定義則是Dx3/Dx2與Dx2/Dx1的比值，即這個(gè)比值不能超過(guò)在面板中所這是的Max size ration的值。
(5)No O-grids：表示不進(jìn)行O-grid網(wǎng)格劃分，缺省為不選擇。如果模型中包含有圓形的幾何特征，盡量使用O-grid進(jìn)行網(wǎng)格劃分，可以保持較好的網(wǎng)格貼體性和網(wǎng)格質(zhì)量。
(6)Mesh assemblies separately：表示對(duì)模型中設(shè)置的非連續(xù)性區(qū)域劃分非連續(xù)性網(wǎng)格。
（三）局部網(wǎng)格控制
Icepak不僅提供全局的網(wǎng)格劃分方法，還提供對(duì)局部進(jìn)行細(xì)化設(shè)置的功能。前面我們介紹了Global中各項(xiàng)設(shè)置的含義，接下來(lái)將介紹Local面板中各項(xiàng)參數(shù)的含義。
Local面板實(shí)際上對(duì)網(wǎng)格劃分進(jìn)行局部細(xì)化的設(shè)置面板，主要是針對(duì)模型本身的幾何特征進(jìn)行網(wǎng)格設(shè)置，比如設(shè)置謀面的網(wǎng)格個(gè)數(shù)、網(wǎng)格初始長(zhǎng)度、網(wǎng)格向內(nèi)/向外的增長(zhǎng)比率（ratio）等。
展開(kāi) ANSYS軟件是由美國(guó)ANSYS公司所開(kāi)發(fā)的一款融合結(jié)構(gòu)、流體、電場(chǎng)、磁場(chǎng)、聲場(chǎng)分析于一體的大型通用有限元分析軟件，廣泛應(yīng)用于航空、電子、汽車(chē)和重型機(jī)械等領(lǐng)域。有限元分析包括前處理、求解和后處理三個(gè)過(guò)程。前處理作為有限元分析的第一步，其目的在于為之后的求解建立有限元模型，高質(zhì)量的有限元模型是有限元計(jì)算的基礎(chǔ)，而網(wǎng)格的劃分是建有限元模型中最為關(guān)鍵的一步。下面本文將從五個(gè)方面對(duì)網(wǎng)格的劃分進(jìn)行介紹。
1.網(wǎng)格劃分的步驟
在劃分網(wǎng)格之前首先要對(duì)單元的屬性進(jìn)行定義，在ANSYS Mechanical中單元屬性包括單元類(lèi)型、單元材料和單元實(shí)常數(shù)。
ANSYS中的單元類(lèi)型會(huì)在后文中詳細(xì)介紹，單元的材料屬性可以通過(guò)MP命令進(jìn)行設(shè)定，根據(jù)材料選擇的不同，所需要設(shè)定的材料屬性也會(huì)不同，如對(duì)于各向同性彈性材料需要設(shè)定材料的密度、彈性模量和泊松比，而對(duì)于非線(xiàn)性塑性材料模型還需要設(shè)定材料的屈服強(qiáng)度、切線(xiàn)模量等一些其他參數(shù)。
實(shí)常數(shù)是針對(duì)單元類(lèi)型的一種單元屬性，可以理解為是對(duì)所選單元的一種補(bǔ)充定義，不同類(lèi)型的單元，實(shí)常數(shù)的定義也不同，如2D梁?jiǎn)卧狟EAM23，當(dāng)梁截面形狀為矩形截面時(shí)，實(shí)常數(shù)用來(lái)控制單元的截面面積、繞z軸慣性矩和截面高度。
定義好單元屬性以后，需要對(duì)單元賦予單元屬性，生成網(wǎng)格時(shí)，ANSYS會(huì)自動(dòng)賦予單元當(dāng)前激活的單元屬性，最后設(shè)定網(wǎng)格劃分的密度。與ANSYS Mechanical不同，在ANSYS Workbench平臺(tái)中單元類(lèi)型默認(rèn)為實(shí)體單元Solid186，用戶(hù)可以在幾何模型下插入命令流完成對(duì)單元類(lèi)型的更改，單元材料默認(rèn)為結(jié)構(gòu)鋼，用戶(hù)需要在材料庫(kù)中添加其它材料并在幾何模型下進(jìn)行材料的更改。
展開(kāi) 其過(guò)程是：先建立總體分析模型，并忽略模型中的一系列細(xì)小的特征，如導(dǎo)角、開(kāi)孔、開(kāi)槽等（因?yàn)楦鶕?jù)圣維南原理，模型的局部細(xì)小改動(dòng)并不特別影響模型總的分析結(jié)果），同時(shí)在該大模型上劃分較粗的網(wǎng)格（計(jì)算和建模的工作量都很小），施加載荷并完成分析；其次，（在與總體模型相同的坐標(biāo)系下）建立局部模型，此時(shí)將前面忽略的細(xì)小特征加上，并劃分精細(xì)網(wǎng)格（模型的切割邊界應(yīng)離關(guān)心的區(qū)域盡量遠(yuǎn)），用CBDOF等系列命令自動(dòng)將前面總體模型的計(jì)算結(jié)果插值作為該細(xì)模型的邊界條件，進(jìn)行求解計(jì)算。該方法的另外好處是：可以在小模型的基礎(chǔ)上優(yōu)化（或任意改變）所關(guān)心的細(xì)小特征，如改變圓角半徑、縫的寬度等；總體模型和局部模型可以采用不同的單元類(lèi)型，比如，總體模型采用板殼單元，局部模型采用實(shí)體單元等。
子結(jié)構(gòu)（也稱(chēng)超單元）也是一種解決大型問(wèn)題的有效手段，并且在ANSYS中，超單元可以用于諸如各種非線(xiàn)性以及裝配件之間的接觸分析等，有效地降低大型模型的求解規(guī)模。
巧妙地利用結(jié)構(gòu)的對(duì)稱(chēng)性對(duì)實(shí)際工作也大有幫助，對(duì)于常規(guī)的結(jié)構(gòu)和載荷都是軸對(duì)稱(chēng)或平面對(duì)稱(chēng)的問(wèn)題，毫無(wú)疑問(wèn)應(yīng)該利用其對(duì)稱(chēng)性，對(duì)于一些特殊情況，也可以加以利用，比如：如果結(jié)構(gòu)軸對(duì)稱(chēng)而載荷非軸對(duì)稱(chēng)，則可用ANSYS專(zhuān)門(mén)用于處理此類(lèi)問(wèn)題的25、83和61號(hào)單元；對(duì)于由多個(gè)部件構(gòu)成裝配件，如果其每個(gè)零件都滿(mǎn)足平面對(duì)稱(chēng)性，但各對(duì)稱(chēng)平面又不是同一個(gè)的情況下，則可用多個(gè)對(duì)稱(chēng)面來(lái)處理模型（或至少可用此方法來(lái)減少建模工作量：各零件只需處理一半的模型然后拷貝或映射即可生成總體模型）。
總之，對(duì)于復(fù)雜幾何模型，綜合運(yùn)用多種手段建立起高質(zhì)量、高計(jì)算效率的有限元模型是極其重要的一個(gè)步驟，這里介紹的注意事項(xiàng)僅僅是很少一部分。
源自CAE技術(shù)交流
展開(kāi) 作者：陳科夫，上海安世亞太結(jié)構(gòu)工程師
前言
Ansys2021R2在結(jié)構(gòu)網(wǎng)格編輯方面增加了一些新功能，這些功能在網(wǎng)格拉伸、網(wǎng)格旋轉(zhuǎn)、網(wǎng)格表面敷層等方面有很多亮點(diǎn)和特色。
新版本在Mesh Edit模塊中添加了Pull工具，該工具可以將殼單元通過(guò)一定形式的拉伸得到實(shí)體，也可以在實(shí)體的表面賦予一層殼單元。具體的說(shuō)，Pull工具共分3個(gè)功能：Extrude、Revolve、Surface Coating。
功能介紹
Extrude功能：該功能可以將殼單元按高度(或拉伸指定面)方式拉伸一定層數(shù)的實(shí)體單元，可以支持的拉伸對(duì)象為面體、面和單元面。
Revolve功能：該功能可以將殼單元基于某一旋轉(zhuǎn)軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)拉伸得到一定層數(shù)的扇形實(shí)體單元，可以支持的拉伸對(duì)象為面體、面和單元面。
Surface Coating功能：該功能可以在已知實(shí)體的表面賦予一層殼單元（包括通過(guò)extrude、revolve生成的實(shí)體表面），生成的殼體網(wǎng)格上與實(shí)體網(wǎng)格相匹配，且可以對(duì)該面體單獨(dú)進(jìn)行分析及后處理提取。
實(shí)例解析
Extrude功能測(cè)試：首先建立如圖1的面體。并在mechanical中劃分殼單元(見(jiàn)圖2)。然后添加Mesh Edit > Pull > Extrude，設(shè)定拉伸高度為10mm，層數(shù)為10層(圖3)，并賦予結(jié)構(gòu)鋼材料，得到拉伸后的網(wǎng)格見(jiàn)圖4。同時(shí)，原面體在幾何上被抑制，僅存在生成的實(shí)體。
圖1 面體
圖2 殼單元
圖3 Extrude功能設(shè)置（圓圈代表被抑制，×代表已生成網(wǎng)格）
圖4 拉伸后的實(shí)體網(wǎng)格
用戶(hù)除了可以通過(guò)定義具體層數(shù)進(jìn)行拉伸外，還可以通過(guò)“直到”功能完成更加豐富的操作。
展開(kāi) 網(wǎng)格是計(jì)算機(jī)輔助工程（CAE）模擬過(guò)程中不可分割的一部分。網(wǎng)格直接影響到求解精 度、求解收斂性和求解速度。此外，建立網(wǎng)格模型所花費(fèi)的時(shí)間往往是取得 CAE 解決方案所 耗費(fèi)時(shí)間中的一個(gè)重要部分。因此，一個(gè)越好的自動(dòng)化網(wǎng)格工具，越能得到好的解決方案。本文重點(diǎn)介紹ANSYS Workbench全局網(wǎng)格劃分方法。
1、ANSYSMesh模塊創(chuàng)建
將workbench界面左側(cè)工具欄中的“Mesh”拖入至右側(cè)空白區(qū)域松開(kāi)鼠標(biāo)創(chuàng)建一個(gè)網(wǎng)格劃分模塊，然后右擊“Mesh”模塊下的“Geometry”導(dǎo)入幾何文件，如圖1所示。
圖1 ANSYS Mesh模塊創(chuàng)建
2.ANSYS Mesh不同物理場(chǎng)
ANSYS Workbench Mesh集成了ICEM CFD、TGRID、CFX-MESH和GAMBIT強(qiáng)大的網(wǎng)格劃分功能?！綧esh】中可根據(jù)不同的物理場(chǎng)和求解器生成網(wǎng)格，物理場(chǎng)有結(jié)構(gòu)場(chǎng)、流場(chǎng)和電磁場(chǎng)，結(jié)構(gòu)場(chǎng)求解可以采用顯式動(dòng)力算法和隱式算法。不同的物理場(chǎng)對(duì)網(wǎng)格的要求不一樣，通常流場(chǎng)的網(wǎng)格比結(jié)構(gòu)場(chǎng)要細(xì)密得多，結(jié)構(gòu)場(chǎng)中“Nonlinear Mechanical”網(wǎng)格質(zhì)量比“Mechanical”的網(wǎng)格質(zhì)量要高。
展開(kāi) 
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陳科夫
上海安世亞太公司
Ansys2021R2在結(jié)構(gòu)網(wǎng)格編輯方面增加了一些新功能，這些功能在網(wǎng)格拉伸、網(wǎng)格旋轉(zhuǎn)、網(wǎng)格表面敷層等方面有很多亮點(diǎn)和特色。讓我們逐步了解吧。
作者：陳科夫，上海安世亞太結(jié)構(gòu)工程師
前言
Ansys2021R2在結(jié)構(gòu)網(wǎng)格編輯方面增加了一些新功能，這些功能在網(wǎng)格拉伸、網(wǎng)格旋轉(zhuǎn)、網(wǎng)格表面敷層等方面有很多亮點(diǎn)和特色。
新版本在Mesh Edit模塊中添加了Pull工具，該工具可以將殼單元通過(guò)一定形式的拉伸得到實(shí)體，也可以在實(shí)體的表面賦予一層殼單元。具體的說(shuō)，Pull工具共分3個(gè)功能：Extrude、Revolve、Surface
網(wǎng)格是計(jì)算機(jī)輔助工程（CAE）模擬過(guò)程中不可分割的一部分。網(wǎng)格直接影響到求解精 度、求解收斂性和求解速度。此外，建立網(wǎng)格模型所花費(fèi)的時(shí)間往往是取得 CAE 解決方案所 耗費(fèi)時(shí)間中的一個(gè)重要部分。因此，一個(gè)越好的自動(dòng)化網(wǎng)格工具，越能得到好的解決方案。本文重點(diǎn)介紹ANSYS Workbench全局網(wǎng)格劃分方法。
網(wǎng)格是計(jì)算機(jī)輔助工程（CAE）模擬過(guò)程中不可分割的一部分。網(wǎng)格直接影響到求解精 度、求解收斂性和求解速度。此外，建立網(wǎng)格模型所花費(fèi)的時(shí)間往往是取得 CAE 解決方案所 耗費(fèi)時(shí)間中的一個(gè)重要部分。因此，一個(gè)越好的自動(dòng)化網(wǎng)格工具，越能得到好的解決方案。本文重點(diǎn)介紹ANSYS Workbench局部網(wǎng)格劃分方法。
ANSYS軟件是由美國(guó)ANSYS公司所開(kāi)發(fā)的一款融合結(jié)構(gòu)、流體、電場(chǎng)、磁場(chǎng)、聲場(chǎng)分析于一體的大型通用有限元分析軟件，廣泛應(yīng)用于航空、電子、汽車(chē)和重型機(jī)械等領(lǐng)域。有限元分析包括前處理、求解和后處理三個(gè)過(guò)程。前處理作為有限元分析的第一步，其目的在于為之后的求解建立有限元模型，高質(zhì)量的有限元模型是有限元計(jì)算的基礎(chǔ)，而網(wǎng)格的劃分是建有限元模型中最為關(guān)鍵的一步。下面本文將從五個(gè)方面對(duì)網(wǎng)格的劃分進(jìn)行介紹
（-）網(wǎng)格類(lèi)型
網(wǎng)格劃分是仿真的第二步，是所有仿真求解的基礎(chǔ)，網(wǎng)格質(zhì)量的好壞直接決定了求解計(jì)算的精度和收斂性。優(yōu)質(zhì)的網(wǎng)格可以保證CFD計(jì)算的精度，其主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：
(1)網(wǎng)格必須貼體，即劃分的網(wǎng)格必須將模型本身的幾何形狀描述出來(lái)，以保證模型的幾何形狀不失真；
(2)可以對(duì)固體壁面附近的網(wǎng)格進(jìn)行局部加密，這是因?yàn)槿魏挝锢碜兞吭诠腆w壁面附近的梯度都比較大，壁面附近網(wǎng)格由密到疏，才能夠?qū)⒉煌锢砹康奶荻冗M(jìn)行合理的捕捉
眾所周知，對(duì)于有限元分析來(lái)說(shuō)，網(wǎng)格劃分是其中最關(guān)鍵的一個(gè)步驟，網(wǎng)格劃分的好壞直接影響到解算的精度和速度。在ANSYS中，大家知道，網(wǎng)格劃分有三個(gè)步驟：定義單元屬性（包括實(shí)常數(shù)）、在幾何模型上定義網(wǎng)格屬性、劃分網(wǎng)格。在這里，我們僅對(duì)網(wǎng)格劃分這個(gè)步驟所涉及到的一些問(wèn)題，尤其是與復(fù)雜模型相關(guān)的一些問(wèn)題作簡(jiǎn)要闡述。
一、 自由網(wǎng)格劃分
自由網(wǎng)格劃分是自動(dòng)化程度最高的網(wǎng)格劃分技術(shù)之一
