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ANSYS Icepak網格劃分介紹
(2)Min elems in Gap:表示在空隙中的最少網格數量,該數值建議不超過3,對于系統級的散熱模擬,推薦的設置值為2。
(3)Min elems on edge:表示模型中每個邊上的最小網格數量,一般推薦設置為1或者2。
(4)Max size ration:表示相鄰網格間增長的比率。設置的值越大,代表相鄰網格間的尺寸變化的越快,網格數量較少;設置的值越小,則網格尺寸變化過渡約好,網格越細化,相應的網格數量會變多。
上圖中,從固壁面開始計算網格尺寸,Dx1、Dx2和Dx3分別為距離壁面的第1、2和3個網格尺寸,size ration的定義則是Dx3/Dx2與Dx2/Dx1的比值,即這個比值不能超過在面板中所這是的Max size ration的值。
(5)No O-grids:表示不進行O-grid網格劃分,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進行網格劃分,可以保持較好的網格貼體性和網格質量。
(6)Mesh assemblies separately:表示對模型中設置的非連續性區域劃分非連續性網格。
(三)局部網格控制
Icepak不僅提供全局的網格劃分方法,還提供對局部進行細化設置的功能。前面我們介紹了Global中各項設置的含義,接下來將介紹Local面板中各項參數的含義。
Local面板實際上對網格劃分進行局部細化的設置面板,主要是針對模型本身的幾何特征進行網格設置,比如設置謀面的網格個數、網格初始長度、網格向內/向外的增長比率(ratio)等。
展開 ANSYS有限元網格介紹
ANSYS軟件是由美國ANSYS公司所開發的一款融合結構、流體、電場、磁場、聲場分析于一體的大型通用有限元分析軟件,廣泛應用于航空、電子、汽車和重型機械等領域。有限元分析包括前處理、求解和后處理三個過程。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,高質量的有限元模型是有限元計算的基礎,而網格的劃分是建有限元模型中最為關鍵的一步。下面本文將從五個方面對網格的劃分進行介紹。
1.網格劃分的步驟
在劃分網格之前首先要對單元的屬性進行定義,在ANSYS Mechanical中單元屬性包括單元類型、單元材料和單元實常數。
ANSYS中的單元類型會在后文中詳細介紹,單元的材料屬性可以通過MP命令進行設定,根據材料選擇的不同,所需要設定的材料屬性也會不同,如對于各向同性彈性材料需要設定材料的密度、彈性模量和泊松比,而對于非線性塑性材料模型還需要設定材料的屈服強度、切線模量等一些其他參數。
實常數是針對單元類型的一種單元屬性,可以理解為是對所選單元的一種補充定義,不同類型的單元,實常數的定義也不同,如2D梁單元BEAM23,當梁截面形狀為矩形截面時,實常數用來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,需要對單元賦予單元屬性,生成網格時,ANSYS會自動賦予單元當前激活的單元屬性,最后設定網格劃分的密度。與ANSYS Mechanical不同,在ANSYS Workbench平臺中單元類型默認為實體單元Solid186,用戶可以在幾何模型下插入命令流完成對單元類型的更改,單元材料默認為結構鋼,用戶需要在材料庫中添加其它材料并在幾何模型下進行材料的更改。
展開 ANSYS網格劃分詳細介紹
其過程是:先建立總體分析模型,并忽略模型中的一系列細小的特征,如導角、開孔、開槽等(因為根據圣維南原理,模型的局部細小改動并不特別影響模型總的分析結果),同時在該大模型上劃分較粗的網格(計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系下)建立局部模型,此時將前面忽略的細小特征加上,并劃分精細網格(模型的切割邊界應離關心的區域盡量遠),用CBDOF等系列命令自動將前面總體模型的計算結果插值作為該細模型的邊界條件,進行求解計算。該方法的另外好處是:可以在小模型的基礎上優化(或任意改變)所關心的細小特征,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型,比如,總體模型采用板殼單元,局部模型采用實體單元等。
子結構(也稱超單元)也是一種解決大型問題的有效手段,并且在ANSYS中,超單元可以用于諸如各種非線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模。
巧妙地利用結構的對稱性對實際工作也大有幫助,對于常規的結構和載荷都是軸對稱或平面對稱的問題,毫無疑問應該利用其對稱性,對于一些特殊情況,也可以加以利用,比如:如果結構軸對稱而載荷非軸對稱,則可用ANSYS專門用于處理此類問題的25、83和61號單元;對于由多個部件構成裝配件,如果其每個零件都滿足平面對稱性,但各對稱平面又不是同一個的情況下,則可用多個對稱面來處理模型(或至少可用此方法來減少建模工作量: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,對于復雜幾何模型,綜合運用多種手段建立起高質量、高計算效率的有限元模型是極其重要的一個步驟,這里介紹的注意事項僅僅是很少一部分。
源自CAE技術交流
展開 Ansys 2021R2結構網格編輯新功能介紹
作者:陳科夫,上海安世亞太結構工程師
前言
Ansys2021R2在結構網格編輯方面增加了一些新功能,這些功能在網格拉伸、網格旋轉、網格表面敷層等方面有很多亮點和特色。
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一定形式的拉伸得到實體,也可以在實體的表面賦予一層殼單元。具體的說,Pull工具共分3個功能: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)方式拉伸一定層數的實體單元,可以支持的拉伸對象為面體、面和單元面。
Revolve功能:該功能可以將殼單元基于某一旋轉軸進行旋轉拉伸得到一定層數的扇形實體單元,可以支持的拉伸對象為面體、面和單元面。
Surface Coating功能:該功能可以在已知實體的表面賦予一層殼單元(包括通過extrude、revolve生成的實體表面),生成的殼體網格上與實體網格相匹配,且可以對該面體單獨進行分析及后處理提取。
實例解析
Extrude功能測試:首先建立如圖1的面體。并在mechanical中劃分殼單元(見圖2)。然后添加Mesh Edit > Pull > Extrude,設定拉伸高度為10mm,層數為10層(圖3),并賦予結構鋼材料,得到拉伸后的網格見圖4。同時,原面體在幾何上被抑制,僅存在生成的實體。
圖1 面體
圖2 殼單元
圖3 Extrude功能設置(圓圈代表被抑制,×代表已生成網格)
圖4 拉伸后的實體網格
用戶除了可以通過定義具體層數進行拉伸外,還可以通過“直到”功能完成更加豐富的操作。
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干貨 | ANSYS Workbench全局網格劃分方法介紹
網格是計算機輔助工程(CAE)模擬過程中不可分割的一部分。網格直接影響到求解精 度、求解收斂性和求解速度。此外,建立網格模型所花費的時間往往是取得 CAE 解決方案所 耗費時間中的一個重要部分。因此,一個越好的自動化網格工具,越能得到好的解決方案。本文重點介紹ANSYS Workbench全局網格劃分方法。
1、ANSYSMesh模塊創建
將workbench界面左側工具欄中的“Mesh”拖入至右側空白區域松開鼠標創建一個網格劃分模塊,然后右擊“Mesh”模塊下的“Geometry”導入幾何文件,如圖1所示。
圖1 ANSYS Mesh模塊創建
2.ANSYS Mesh不同物理場
ANSYS Workbench Mesh集成了ICEM CFD、TGRID、CFX-MESH和GAMBIT強大的網格劃分功能。【Mesh】中可根據不同的物理場和求解器生成網格,物理場有結構場、流場和電磁場,結構場求解可以采用顯式動力算法和隱式算法。不同的物理場對網格的要求不一樣,通常流場的網格比結構場要細密得多,結構場中“Nonlinear Mechanical”網格質量比“Mechanical”的網格質量要高。
展開 干貨 | ANSYS Workbench局部網格劃分方法介紹
網格是計算機輔助工程(CAE)模擬過程中不可分割的一部分。網格直接影響到求解精 度、求解收斂性和求解速度。此外,建立網格模型所花費的時間往往是取得 CAE 解決方案所 耗費時間中的一個重要部分。因此,一個越好的自動化網格工具,越能得到好的解決方案。本文重點介紹ANSYS Workbench局部網格劃分方法。
1.ANSYSMesh模塊創建
將workbench界面左側工具欄中的“Mesh”拖入至右側空白區域松開鼠標創建一個網格劃分模塊,然后右擊“Mesh”模塊下的“Geometry”導入幾何文件,如圖1所示。
圖1 ANSYS Mesh模塊創建
2.ANSYS Mesh網格劃分方法
右擊“Mesh”后,插入網格劃分方法,如圖2所示。
展開 Ansys 2021R2結構網格編輯新功能介紹
陳科夫
上海安世亞太公司
Ansys2021R2在結構網格編輯方面增加了一些新功能,這些功能在網格拉伸、網格旋轉、網格表面敷層等方面有很多亮點和特色。讓我們逐步了解吧。
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一定形式的拉伸得到實體,也可以在實體的表面賦予一層殼單元。
具體的說,Pull工具共分3個功能:
Extrude、Revolve、Surface Coating。
接下來我們具體介紹一下這三個功能。
1)Extrude功能:該功能可以將殼單元按高度(或拉伸指定面)方式拉伸一定層數的實體單元,可以支持的拉伸對象為面體、面和單元面。
2) Revolve功能:該功能可以將殼單元基于某一旋轉軸進行旋轉拉伸得到一定層數的扇形實體單元,可以支持的拉伸對象為面體、面和單元面。
3) Surface Coating功能:該功能可以在已知實體的表面賦予一層殼單元(包括通過extrude、revolve生成的實體表面),生成的殼體網格上與實體網格相匹配,且可以對該面體單獨進行分析及后處理提取。
我們通過一些實例來了解這些新功能。
1) Extrude功能測試:首先建立如圖1的面體,并在mechanical中劃分殼單元(見圖2)。
展開 Ansys Workbench網格控制之——全局網格控制
Ansys Workbench網格控制之——全局網格控制
在使用ANSYS Workbench進行網格劃分時,全局網格控制可以使用默認的設置,但要進行高質量的網格劃分,還需要用戶了解全局控制的常用設置,尤其是對于復雜的零部件。
網格全局控制的設置包含了7個組別,分別是Display(顯示)、Defaults(缺省設置)、Sizing(尺寸控制)、Quality(質量控制)、Inflation(膨脹控制)、Advanced(高級控制)、Statistics(網格信息)等信息,如下圖所示。
全局網格設置
1 顯示組
顯示組可以用于直觀地顯示網格質量,各選項的含義將在質量組中詳解。
顯示組設置
網格質量顯示
2 缺省設置組
缺省設置包括Physics Preference物理場選擇、Relevance關聯度、Element Midside Nodes網格中節點。
缺省設置組
2.1 Physics Preference物理環境選擇
劃分網格目標的物理環境包括結構分析(Mechanical)、電磁分析(Electromagnetics)、流體分析(CFD)、顯示動力學分析(Explicit)等
物理場選擇
不同物理場下默認設置如下圖
不同的物理環境的默認設置
2.2 Relevance關聯度
Relevance數值越小網格越粗疏,即可拖到也可輸入值,從-100至100代表網格由疏到密。
雖然Relevance Center是在尺寸參數控制選項里設置的,但由于Relevance需要與其配合使用,故在此一起介紹。
展開 ANSYS經典三種局部結構耦合約束方法介紹(重點介紹RBE3)
完結
文章來源:ansys學習分享網
多面體網格介紹polyhedral element
對于經驗成熟,有明確規范的問題,還可以通過腳本的方式實現自動化網格劃分。與此同時,多面體網格對于幾何簡化的要求較低,不需要占用過多時間進行幾何簡化工作。
多面體網格劃分可方便的實現多核心并行加速,充分利用硬件性能,節約網格劃分的等待時間。
Fluent多面體網格劃分速度與硬件性能比較(圖源:ANSYS文檔)
優點2:提高計算準確性同時減少計算用時
在相同的網格分辨率下,多面體網格的單元數量更少。根據幾何復雜程度,多面體相對四面體,單元數量可減少30%以上,實現計算用時的顯著下降。
不同網格形式的計算成本和網格數量對比(圖源:《Comparison of hexahedral, tetrahedral and polyhedral cells for reproducing the wind field around an isolated building by LES》,《Building and Environment》期刊)
有限體積法的數學原理決定了多面體單元具有更好的計算收斂性。
后臺階流動案例殘差收斂情況對比(圖源:symscape.com)
對于流動狀態復雜的問題(例如超聲速流動),求解器的自適應加密功能可自動判斷并加密單元數量不足的區域,從而保證求解的準確性。
Star-CCM+對激波和尾跡部分的網格自適應加密(圖源:siemens.com)
3 結構仿真的應用
結構仿真主要采用有限元法,對于多面體網格的支持較差,目前主流的結構仿真軟件(ANSYS、達索Abaqus、澳汰爾HyperWorks等)均不支持直接使用多面體網格。
多面體網格在結構仿真的應用,現階段主要是部分學者的研究工作。
展開 Ansys Workbench網格控制之——全局網格控制
自動收縮設置
右鍵Mesh--Update或Generate Mesh,將重新生成網格,此時雖然和之前的網格外觀看上去一樣,但是單元卻少了很多。可在用來移除碎片、短邊、尖角。
自動收縮效果
7.Statistics網格信息
網格信息下包括兩項信息,分別是Nodes節點數量、Elements單元數量。見上圖。
寫在最后經過嘔心瀝血的資料查詢與實踐應用,筆者終于完成了《Ansys Workbench網格控制之——全局網格控制》,當然,對于各位大佬專家來說都是小兒科,但是只要能給剛入門的工程師一點點幫助,我也感到無比榮幸。
由于本人水平實在有限,文中難免紕漏百出,歡迎指正,共同學習進步!!
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ANSYS教學視頻| ANSYS燃燒仿真模型介紹與應用
視頻內容:
新版本的ANSYS CFD對多種燃燒模型進行了代碼重構工作并對求解器進行了大量改進,從而顯著提升了仿真效率和精度。在實際的仿真工作中,不同的仿真案例需采用不同的燃燒模型及設置。本視頻對多種燃燒現象、燃燒仿真任務和燃燒模型進行了探討,為不同仿真案例燃燒模型的選擇和設置提供依據。
建議在wifi環境下觀看
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來源于:陽普科技sunpro
ANSYS仿真產品:ANSYS Discovery Live介紹
Discovery 的強大功能是每位工程師的必需裝備
ANSYS Discovery Live 提供即時 3-D 仿真,與直接幾何結構建模緊密關聯,能夠實現交互設計探索和快速產品創新。通過這種交互式體驗,您可以處理幾何結構、材料類型或物理輸入,并即時查看性能變化。
利用 Discovery Live 在更短的時間內測試更多設計迭代、執行有關新概念的可行性研究并更快地將產品投入市場。
ANSYS Discovery Live 能夠無縫對接產品的 3-D 設計系列并與 ANSYS Discovery SpaceClaim 和 ANSYS Discovery AIM 相互補充。
ANSYS Discovery Live目前作為技術預覽版提供下載,不僅適合作為3D設計產品系列中的一員,同時也是ANSYS SpaceClaim和ANSYS AIM的補充工具。
展開 Openfoam snappyHexMesh網格劃分介紹
網格數量控制主要通過設置背景網格的三個方向上網格節點數,控制整體的網格大小;設置級別過渡層數控制網格的過渡,級別越高,網格從疏到密過渡層數越多,網格越平順;設置光順迭代數控制網格的計算迭代次數,迭代次數越多,網格質量越好。
圖4 網格屬性設置
接下來,用戶需要在平臺左側模型樹中的Mesh Refinements進一步網格設置,對網格進行局部細化。平臺實現了多種功能的網格細化,包括特征細化、區域細化、表面細化和邊界層添加等。特征細化用來細化模型的邊線,其界面如圖5所示。其中細化等級越高,網格越密。表面細化用來細化指定面上的網格以及創建旋轉區域,這里通過選中solid2來創建solid1和solid2的重合區域為旋轉域。表面細化的結果如圖6所示。
圖5 創建特征細化和表面細化
圖6 完成表面細化
同時,再指定soild2的區域細化,這樣兩個零件重合的實體部分的網格也會被細化。最后,通過設置邊界層添加可以得到包含了邊界層網格的最終結果,如圖7所示。可以看到,局部網格得到和很好的細化,并且添加了5層邊界層網格。
從這個例子可以看到,OpenFoam自帶的網格劃分工具snappyHexMesh強大且完整的網格劃分能力。
圖7 細化后的網格及其局部圖
內容來自公眾號:EASYCAE云計算平臺
展開 無網格法的相關介紹
以前我們所有有限元算法和技術都會涉及網格這樣一個概念和載體,本文所介紹的是一種不考慮網格劃分,單純以節點分布來實現物理問題的建模和仿真的這樣一種求解技術。可能聽起來非常的不好的理解,但是如果跟大家提SPH(光滑粒子法)大家肯定有所熟悉,在ABAQUS中有專門講SPH方法的使用以及SPH方法同CEL的分析對比,參考圖1和圖2。
圖1 CEL和SPH結果分析對比[1]
圖2 跌落過程受力變化對比(CEL與SPH)[1]
那么為什么會出現無網格算法的研究和使用呢?大家知道對于傳統基于網格計算的有限元分析,當遇到大變形如金屬成型沖壓過程,以及諸如動態裂紋擴展、爆炸沖擊等問題時,我們面臨網格快速實現重新劃分以及網格扭曲變形等問題,嚴重影響計算的效率和求解精度,換句話說只要在這個過程中你的網格重塑的不好,你的網格有任何不連續性或者任何不滿足我們在前處理對網格的要求的時候,你基于網格求解和迭代的整個過程很難進行下去或者說有正確的信息傳遞,這都是傳統有限元計算求解面臨的問題。而無網格方法能夠比較好的應對這些問題,當然無網格法自有其不足,但在解決上述一些問題上所表現出的優勢是值得拿來對傳統有限元計算方法進行補充甚至替代的,所以出現了越來越多的研究人員,而且也是前些年比較熱門的研究方向(這是當年小編在研究生階段跟有限元授課老師交流過程中所獲得的信息),目前就小編的了解,也不失為該領域較為熱門的研究點,圖3為兩者模型對比圖。
圖3 無網格與網格模型對比[2]
下面這段話是摘抄的知識點,作者對其中很多也是一知半解,大家看看就好,如果是做科研的朋友可以多看看,如果是工程界的朋友感興趣的可以了解了解,說不定對解決現有問題提供一些思路和新的路徑。
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