六面體網(wǎng)格生成
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六面體網(wǎng)格生成的視頻教程
abaqus腳本插件104-基于空間點(diǎn)云坐標(biāo)重構(gòu)六面體網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)生成粗糙表面（2025-11-06）
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介紹了橡膠襯套（中空結(jié)構(gòu)）網(wǎng)格劃分，主要包括幾何處理、幾何的拓?fù)潢P(guān)系和六面體網(wǎng)格的生成
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【專題課程】ANSA HEXABLOCK六面體網(wǎng)格劃分專題(完結(jié))
ANSA中HEXA BLOCK 工具是一種半自動(dòng)生成六面體網(wǎng)格的方法。專門用于快速生成六面體網(wǎng)格，該工具基于六邊形BOX的概念，生成六面體過(guò)程具有g(shù)aming的玩法。
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六面體網(wǎng)格生成的實(shí)例教程
hypermesh軟件網(wǎng)格劃分功能強(qiáng)大，得到了很多CAE分析人員的青睞。有很多的小技巧可以加快建模速度以及分析速度，比如本期要講解的四面體-六面體網(wǎng)格聯(lián)合使用方法。
四面體六面體網(wǎng)格聯(lián)合使用的關(guān)鍵是兩者之間的網(wǎng)格協(xié)調(diào)，保證節(jié)點(diǎn)重合。雖然在有限元軟件里面可以設(shè)置連接關(guān)系，保證二者之間的傳力，但是可能造成應(yīng)力不聯(lián)系，并且過(guò)多的tie可能會(huì)影響計(jì)算速度。因此，網(wǎng)格劃分過(guò)程中，我們最好保證二者之間網(wǎng)格共節(jié)點(diǎn)。
本例使用的幾何模型如圖所示，由一個(gè)帶缺口的圓柱體，一個(gè)長(zhǎng)方體，和一個(gè)四棱柱組成。
幾何模型
顯而易見，圓柱體以及長(zhǎng)方體可以劃分成六面體，但是也要注意保證二者之間的節(jié)點(diǎn)重合，我們可以通過(guò)面網(wǎng)格map的形式保證二者之間的網(wǎng)格連續(xù)。
本例的重點(diǎn)是，如何保證四棱柱與長(zhǎng)方體之間的網(wǎng)格連續(xù)，方法是根據(jù)長(zhǎng)方體的六面體網(wǎng)格生成面網(wǎng)格。使用F12工具對(duì)四面體其他5個(gè)面進(jìn)行網(wǎng)格劃分，最終運(yùn)用如下圖所示四面體生成工具，選擇根據(jù)面網(wǎng)格生成體網(wǎng)格的形式，完成四面體網(wǎng)格劃分。
四面體網(wǎng)格生成方法
最終效果如下圖所示
網(wǎng)格劃分最終效果
詳細(xì)操作過(guò)程見視頻 http://www.yqgqt.org.cn/college/video/c10167
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技術(shù)鄰:小月
展開 問(wèn)題描述
在用有限元法或者有限體積法求解流體力學(xué)問(wèn)題時(shí)，需要先將求解區(qū)域劃分成網(wǎng)格。區(qū)別于在物體表面生成的網(wǎng)格（surface mesh），我們稱這種劃分三維區(qū)域的網(wǎng)格為體網(wǎng)格（volume mesh）。
體網(wǎng)格根據(jù)其單元形狀可以分為四面體網(wǎng)格（tetra-mesh），六面體網(wǎng)格（hexa-mesh），以及四面體或六面體為主的多面體網(wǎng)格（tetra/hexa-dominated mesh）。而根據(jù)其生成方式又可以分為結(jié)構(gòu)化與非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格（stuctured, non-structured），貼體與非貼體網(wǎng)格（conformal, non-conformal），等等。
對(duì)于四面體網(wǎng)格，較為常用的生成算法包括Delaunay法和波前法（advancing front）等。而對(duì)于六面體網(wǎng)格，較為常用的算法有：映射法（mapping），掃掠法（sweeping），以及正交切割單元法（Cartesian cut-cell）。映射法和掃掠法只適用于特定類型的幾何模型；而正交切割單元法具有較強(qiáng)的普適性，只需要提供模型的表面網(wǎng)格就可以自動(dòng)生成六面體為主的多邊形網(wǎng)格（并非純六面體網(wǎng)格）。這里我們主要介紹一下這種方法。
2. 求解流程
有些體網(wǎng)格生成算法直接從描述幾何模型的參數(shù)方程出發(fā)（例如映射法，掃掠法），而另一類體網(wǎng)格生成算法從模型的表面網(wǎng)格出發(fā)（例如Delaunay法，波前法），正交切割單元法屬于后者。它對(duì)于輸入的面網(wǎng)格有一些要求：
1) 純?nèi)牵╰riangular）：所有單元均為三角形。
展開 1.問(wèn)題描述
在ansa老版本中，生成六面體網(wǎng)格時(shí)，對(duì)模型分塊，并添加輔助面作為引導(dǎo)面。ansa15.1.0版本后，增強(qiáng)了體網(wǎng)格MAP算法，可以無(wú)需在分塊處補(bǔ)面，直接生成六面體網(wǎng)格。
2.案列
如圖所示，為本文解說(shuō)此功能的整體模型。
從整體模型中分出下圖所示塊，并劃分面網(wǎng)格，在分割出無(wú)需補(bǔ)新面。
如圖所示設(shè)置主面與從面，系統(tǒng)自動(dòng)選擇引導(dǎo)面，在Map窗口中間，有”Allow changes on round area”及”Respect compatible slave area”，取消這兩個(gè)選項(xiàng)。
體網(wǎng)格生成如圖所示。
在生成下圖所示的體網(wǎng)格時(shí)，選擇主面時(shí)，除正常選擇外，需要選擇與其它塊連接處的體面，如圖所示。
生成的體網(wǎng)格。
展開 這種方法生成的速度比較快，但是生成的網(wǎng)格很難達(dá)到完全的六面體，會(huì)剩下部分的四面體，四面體和六面體之間需要金字塔形的網(wǎng)格來(lái)連接。現(xiàn)在還沒(méi)有看到比較成熟的直接生成六面體的網(wǎng)格生成方法。
其它的網(wǎng)格生成方法：二維到三維投影的網(wǎng)格生成方法：對(duì)比較規(guī)則的三維區(qū)域，首先在平面上生成三角形或四邊形網(wǎng)格然后在Map到三維的各個(gè)層面，連接各個(gè)層面就生成了三維的網(wǎng)格剖分。這種方法目前應(yīng)用非常廣泛。
一般來(lái)說(shuō)，結(jié)構(gòu)網(wǎng)格的計(jì)算結(jié)果比非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格更容易收斂，也更準(zhǔn)確。但后者容易做。影響精度主要是網(wǎng)格質(zhì)量，和你是用那種網(wǎng)格形式關(guān)系并不是很大，如果結(jié)構(gòu)話網(wǎng)格的質(zhì)量很差，結(jié)果同樣不可靠，相對(duì)而言，結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格更有利于計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)和加快計(jì)算速度。結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格據(jù)說(shuō)計(jì)算速度快一些，但是網(wǎng)格劃分需要技巧和耐心。非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格容易生成，但相對(duì)來(lái)說(shuō)速度要差一些。
展開 歷史上，人們熱衷于六面體網(wǎng)格，主要有以下原因：1）在當(dāng)時(shí)，CFD求解器僅能使用結(jié)構(gòu)網(wǎng)格；2）計(jì)算條件不允許使用大量網(wǎng)格，為了節(jié)省內(nèi)存和節(jié)省時(shí)間；3）非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格還不成熟。
在過(guò)去的幾十年里，大部分商用FEA及CFD求解器技術(shù)獲得的了極大的發(fā)展，對(duì)于絕大多數(shù)問(wèn)題，利用六面體網(wǎng)格及四面體網(wǎng)格都能獲得相同的計(jì)算結(jié)果。當(dāng)然，四面體網(wǎng)格通常需要更多的計(jì)算資源，但是其能在網(wǎng)格生成階段為使用者節(jié)省大量的時(shí)間。對(duì)于大多數(shù)工程問(wèn)題，六面體網(wǎng)格在計(jì)算精度方面的優(yōu)勢(shì)已經(jīng)不再存在了。
對(duì)于一些特殊的應(yīng)用場(chǎng)合，如wind Turbine，泵或飛機(jī)外流場(chǎng)計(jì)算，六面體網(wǎng)格依然是首選的網(wǎng)格類型，主要原因在于：1）工業(yè)慣例；2）易于理解的物理情況（大多數(shù)使用者都知道應(yīng)當(dāng)如何對(duì)齊網(wǎng)格；3）對(duì)于這類幾何模型，存在專用的六面體網(wǎng)格生成工具。
然而，對(duì)于大多數(shù)FAE及CFD使用者，如果幾何模型稍微復(fù)雜一點(diǎn)，則需要花費(fèi)大量的時(shí)間在六面體網(wǎng)格生成上，計(jì)算結(jié)果還不一定更好。計(jì)算所節(jié)省的時(shí)間相對(duì)于網(wǎng)格生成所花費(fèi)的時(shí)間，有時(shí)候顯得得不償失。
誤區(qū)4：自動(dòng)網(wǎng)格生成（automatic meshing）的方式不可能產(chǎn)生好的網(wǎng)格
當(dāng)軟件提供商在證明他的軟件是高端的時(shí)候（當(dāng)然價(jià)格通常也是高端的），他通常會(huì)告訴你說(shuō)他們的軟件允許手動(dòng)控制所有的操作參數(shù)。潛在意思就是說(shuō)只有手動(dòng)控制才能生成好的網(wǎng)格。
當(dāng)然，對(duì)于銷售員來(lái)講，好的網(wǎng)格需要手動(dòng)控制。但是對(duì)于工程師來(lái)說(shuō)，他們需要理解這是一個(gè)誤導(dǎo)：好的網(wǎng)格軟件應(yīng)當(dāng)擁有足夠的智能化以分析幾何模型：計(jì)算曲率、尋找縫隙、尋找小的特征、尋找毛刺邊、尋找尖角、擁有智能化的默認(rèn)設(shè)置等…
這些工作都應(yīng)當(dāng)是自動(dòng)網(wǎng)格工具的職責(zé)。對(duì)于大多數(shù)使用者來(lái)講，軟件應(yīng)當(dāng)對(duì)于輸入的幾何模型能夠獲取更多的信息以及更高的精度。因此，軟件應(yīng)該能夠提供更好的設(shè)置以獲取高質(zhì)量的網(wǎng)格。
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六面體網(wǎng)格生成的最新內(nèi)容
#1.PyAnsys：各模塊功能與選型指南3個(gè)月前
專門用于透平機(jī)械（如葉輪、葉片）的高質(zhì)量六面體網(wǎng)格生成，能自動(dòng)化網(wǎng)格劃分流程。
PyRocky：Ansys Rocky的Python接口。用于離散元法（DEM）仿真，模擬顆粒動(dòng)力學(xué)、顆粒流及其與機(jī)械結(jié)構(gòu)的相互作用。
PyOptislang：Ansys optiSLang的Python接口。
智能網(wǎng)格技術(shù)與高性能計(jì)算
HEXMESH六面體網(wǎng)格自動(dòng)生成：相比傳統(tǒng)四面體網(wǎng)格，計(jì)算精度提升30%-50%
自適應(yīng)網(wǎng)格重劃分：在大變形分析中自動(dòng)優(yōu)化網(wǎng)格質(zhì)量
分布式并行計(jì)算：支持千核級(jí)并行，計(jì)算速度提升顯著
GPU加速支持：利用顯卡并行計(jì)算能力進(jìn)一步提升求解效率
4.
三維機(jī)織復(fù)合材料簡(jiǎn)介
三維機(jī)織又稱2.5D，和平面機(jī)織材料相比，它的經(jīng)紗可以穿越厚度方向的其他層，上下交織，經(jīng)緯互鎖。
這種結(jié)構(gòu)本質(zhì)上還是由經(jīng)緯兩組紗構(gòu)成，但是又具有了厚度方向紗線，因此稱2.5D。
這種結(jié)構(gòu)的好處就是經(jīng)緯互鎖，層層交聯(lián)，抗分層特性好。
層合板確實(shí)容易分層，但是成型前層層不相干，實(shí)際制造中逐層鋪貼過(guò)程可以讓樹脂和纖維充分浸潤(rùn)。或者直接每層制成預(yù)浸料
上一期提到，最近解決了纖維軌跡到三維網(wǎng)格生成技術(shù)。
熟悉我們號(hào)的朋友應(yīng)該也發(fā)現(xiàn)了，如果說(shuō)“靜界有限元”有什么特色的話，那一定是圍繞工程問(wèn)題，具有系統(tǒng)性的解決方案和配套技術(shù)。我們?cè)诜抡妗⒃囼?yàn)的同時(shí)，長(zhǎng)期致力于各種配套軟件工具的開發(fā)，做一個(gè)東西對(duì)應(yīng)開發(fā)一套軟件，讓其他人也能用。
很多事的根源，都要追溯到開頭。開頭是怎么開的，很大程度會(huì)影響一個(gè)人的后續(xù)職業(yè)生涯。
適配泄水建筑物仿真需求</strong></h3><p>泄水建筑物的水力模擬需面對(duì)復(fù)雜幾何結(jié)構(gòu)、瞬態(tài)界面流（水-氣兩相流）及高精度數(shù)據(jù)輸出等需求，VirtualFlow的核心技術(shù)特性可針對(duì)性解決這些痛點(diǎn)：</p><p><strong>1.高效前處理，縮短設(shè)計(jì)周期</strong>：采用獨(dú)特的 IST 網(wǎng)格技術(shù)，支持泄水建筑物復(fù)雜幾何模型，如溢洪道進(jìn)口引渠、控制堰、漸變段泄槽等<strong>高質(zhì)量六面體網(wǎng)格自動(dòng)快速生成
利用啟用混合元素(六面體為主)會(huì)允許生成六面體網(wǎng)格來(lái)降低網(wǎng)格數(shù)。使用者可以點(diǎn)擊預(yù)覽來(lái)確認(rèn)網(wǎng)格在側(cè)向的分布情形。
?網(wǎng)格線小段 (Segment)：Moldex3D會(huì)依所有組件的高度及位置將模型在Z方向上分成許多小段，而各段的網(wǎng)格層數(shù)則是再由Z網(wǎng)格尺寸計(jì)算得來(lái)。
?組件 (Components)：此處列出了所有的IC組件，以及其材料群組、厚度、位置與層數(shù)(由上面的設(shè)定計(jì)算得來(lái))。
使用結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格：對(duì)于規(guī)則幾何區(qū)域，應(yīng)采用結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格劃分技術(shù)，生成高質(zhì)量的六面體網(wǎng)格。結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格不僅質(zhì)量高，而且計(jì)算效率更高，能夠提供更準(zhǔn)確的結(jié)果。
混合單元類型的使用：當(dāng)三維實(shí)體幾何形狀復(fù)雜，無(wú)法用結(jié)構(gòu)化或掃略網(wǎng)格劃分技術(shù)得到六面體單元網(wǎng)格時(shí)，可以對(duì)模型中不重要部分采用自由網(wǎng)格劃分技術(shù)生成四面體單元網(wǎng)格，而對(duì)關(guān)注部分用結(jié)構(gòu)化或掃略網(wǎng)格劃分技術(shù)生成六面體單元網(wǎng)格。
實(shí)心圓柱六面體四面體網(wǎng)格生成功能。
面中線
用戶選擇一個(gè)復(fù)雜面生成中線（1D單元）。
特征重用
根據(jù)坐標(biāo)系進(jìn)行特征的復(fù)制和定位。
1. MeshWorks擁有與其他軟件不同的專利六面體建模技術(shù)，與市場(chǎng)上的其他工具相比，建模效率提升50%以上。
2. MeshWorks提供了多種六面體建模方法，對(duì)于不同特點(diǎn)的模型，采用不同的建模方法，給用戶帶來(lái)更大的靈活性及效率提升。
3. MW具有最廣泛的六面體網(wǎng)格劃分功能，如自動(dòng)笛卡爾六面體網(wǎng)格劃分、參數(shù)化拉伸六面體網(wǎng)格劃分，殼網(wǎng)格—體網(wǎng)格方法等。
4. MeshWorks獨(dú)有的特征映射六面體建模方法特別適合于復(fù)雜輪胎花紋的建模
DEIP是一個(gè)田納西大學(xué)土木工程學(xué)院開發(fā)的一個(gè)應(yīng)用于MATLAB/Octave的插件，用于將零厚度界面元素插入二維和三維有限元網(wǎng)格。底層算法基于拓?fù)洌m用于混合類型線性和二次元素的復(fù)雜非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格。插入是根據(jù)整個(gè)分析域內(nèi)的區(qū)域或子域指定的。
支持的單元類型包括：
同時(shí)該插件目前支持多種有限元軟件的導(dǎo)入格式：
使用效果如下：
也可以應(yīng)用于多晶界面行為研究：
