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關注創建者:王靖雯 創建時間:2023-03-08

ansys 網格越細的實例教程
·有限元分析時,網格劃分越密,計算結果一般來說越趨近于真實解。
網格劃分越密,就直接導致計算的規模和存儲空間迅速增加,從而降低計算效率,尤其是對于碰撞、沖擊、爆炸、波傳播仿真等動力學分析來說。
所以說,在計算效率、存儲空間、精確度這三個方面要有所權衡,在滿足求解精度的條件下,盡量使得計算效率高、存儲空間小。
若將來有一天,計算機技術發展到我們不在為計算效率、存儲空間所困擾的話,我想現在的有限元分析工程師可能就失去了他百分之六七十的存在價值了,因為有限元分析已經變得再簡單不過了,只要把網格劃分的足夠密,我們就能快速地得到滿意的結果了。
然而,現實是我們沒法這么做。對于一個工程問題來說,我們可能在有限元建模,尤其是網格劃分上,花費大量的人力、物力,網格劃分的好壞在很大程度上依賴于分析人員的實際工作經驗,對于網格疏密的把握大致是將所關心的區域劃分得細密些、將應力梯度變化大的地方加密些、動力學網格細密度比靜力學高、結構分析網格比電磁分析網格稀疏。
正如馬遠方(來自知乎)所說,除了將網格劃分的細密些,提高計算精度的方法還可以通過采用高階單元實現。目前來說,實現“高階單元”主要有三種方法,一是提高單元每個節點的自由度數,二是增加每個單元的節點數,三是既增加每個單元節點數又增加每個節點自由度數。
對于單純增加單元數量提高計算精度的方法,一般稱作“h-version mesh refinement”,而通過采用高階單元提高計算精度的方法稱作是“p-version mesh refinement”。當然嘍,如果你高興的話,可以交叉使用這兩種手段提高計算精度,暫且稱之為“h, p-version mesh refinement”。參看延伸閱讀[1]。
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為了追求極致輕量化,現在的汽車輪轂被掏得越來越空,輻條越做越細。
作為設計工程師,你是否有過這種“心虛”時刻:材料扣掉這么多,萬一在高速上過個坑,直接斷掉怎么辦?
在真實的工業研發中,我們不可能每改一版數據就造個實物去撞擊。這就是仿真的價值——在數字世界里創造“孿生模型”,在圖紙階段就精準定義它的生死極限。
用戶可以嘗試調整 interfaces 的取值;一般來說,interfaces 的數值越大,也就意味著網格數量越多。
A.6 可忽略的參數
以下參數會由動態鏈接自動控制,用戶無需在 .fsp 文件中修改它們的取值。
topcell 結構中的 p#_** 參數**。
計算流程:
生成至少三套幾何級數細化的網格(粗/中/細,細化比 r 通常取 2)
在完全相同邊界條件下分別求解
計算網格收斂率 p:
計算細網格 GCI:
判定標準: GCI < 5% 為優秀,5%-10% 可接受,>10% 需繼續加密網格。
計算特點: 同一模型需求解 3-5 遍,細網格自由度可能是粗網格的 8-64 倍,計算量呈指數級放大。
3.
CFD也是如此,將計算區域切分成上萬甚至上億個小單元,每個單元都是“網格”。在網格內,我們假設物理量的變化是簡單的(如線性變化),就能將復雜的偏微分方程組轉化代數方程組進行求解。
因此,計算的準確度就依賴網格的精細程度。如果網格太粗,就如同用正方形等效圓形,必然誤差巨大。
網格盡量很細,計算可能更準,但計算量也越大。
然而,在傳統仿真流程中,每一次看似微小的幾何調整,都意味著重新建模、重新畫網格、重新設置邊界條件,再等上數小時甚至數天的求解計算,從而引發一場“連鎖反應”。設計團隊的節奏,便在這種反復的“等待”中被打亂。方案越多,等待越長;改動越細,效率越低。
?? 工程師經驗: 先做幾何清理(Geometry Cleanup),再劃分網格。結構分析優先選用六面體(Hex),流體分析關注邊界層網格。網格不是越細越好,而是要在計算效率與收斂性之間找到平衡。
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(一般而言,當零部件的尺寸大于材料標準測試樣件時,零部件的表面或內部缺陷發生的概率會增加,從而導致零部件尺寸越大,疲勞壽命越低)
對與規則幾何形狀的零部件,有相應的經典公式提供特征尺寸的計算;例如圓形細長桿的特征尺寸是直徑;薄板零部件的特征尺寸是板厚等;但是實際工作中的零部件幾何形狀千差萬別,沒有統一的經典公式可以提供特征尺寸的計算;在FKM手冊中給出了一個通用公式,用于估計零部件疲勞危險區域的局部特征尺寸
波導模式和 PN 結之間的重疊是器件性能的一個重要因素:自由載流子密度的變化越大,調制效率就越高,但載流子密度越高,損耗也就越大。工藝仿真是一種有價值的工具,可幫助設計人員評估這種權衡。圖 11 比較了兩種摻雜濃度(標稱值和低)之間的調制效率和損耗。
Fluent Meshing的多面體-六面體混合網格技術可在熱管毛細結構等微尺度區域生成高質量網格。以上解決方案為兩相散熱器的可靠性設計提供了不可替代的仿真支撐。