無網(wǎng)格方法
關(guān)注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時(shí)間：2026-01-04
無網(wǎng)格方法的視頻教程
Simsolid無網(wǎng)格方法在電池包結(jié)構(gòu)仿真中的應(yīng)用
Simsolid無網(wǎng)格方法在電池包結(jié)構(gòu)仿真中的應(yīng)用，涵蓋靜載、振動(dòng)、擠壓、電芯膨脹等工況的講解介紹。
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有限元-離散元耦合代碼MELODY計(jì)算案例
這個(gè)教程介紹了離散元-有限元耦合的多體無網(wǎng)格方法（Multibody ELement-free Open code for DYnamic simulation, MELODY）的基本操作和原理。 多體無網(wǎng)格方法相較于PFC、3DEC等通用離散元軟件，具有可模擬任意形狀顆粒，考慮有限大變形的優(yōu)勢。
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查看![[案例匯總]Pointwise二維翼型網(wǎng)格生成方法匯總](https://img.jishulink.com/cimage/91c0be4b2b04d48afe5c4b1d5d360424.png?image_process=resize,fw_640,fh_404,)
[案例匯總]Pointwise二維翼型網(wǎng)格生成方法匯總
本教程匯總了在Pointwise軟件中生成二維翼型網(wǎng)格的方法。包括 (1) 非結(jié)構(gòu)無黏網(wǎng)格生成方法 (2) 基于T-REX功能的黏性非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格生成方法 (3) O型拓?fù)涞慕Y(jié)構(gòu)網(wǎng)格 (4) C型拓?fù)涞慕Y(jié)構(gòu)網(wǎng)格 (5) 本教程可作為Pointwise軟件入門教程。也可作為CFD基礎(chǔ)訓(xùn)練教程。
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無網(wǎng)格方法的實(shí)例教程
無網(wǎng)格方法誕生于1977年。Lucy L B，Gingold R A， Monaghan J J等,使用SPH方法模擬無邊界的天體現(xiàn)象，這是最早的無網(wǎng)格方法。在SPH方法中，近似函數(shù)使用核（kerne）近似，方程離散使用配點(diǎn)法，其精度比較低，并且容易出現(xiàn)不穩(wěn)定性。
在隨后的15年里，無網(wǎng)格的發(fā)展處于停滯狀態(tài)。直到1992年，Nayroles使用移動(dòng)最小二乘法（MLS）進(jìn)行節(jié)點(diǎn)近似，并使用Galerkin方法進(jìn)行邊值問題求解，他稱這種方法為Diffuse Element Method（DEM）。在DEM中，只需要分布的節(jié)點(diǎn)和邊界描述，不需要進(jìn)行網(wǎng)格劃分，這也正是“無網(wǎng)格”的由來。
1994年，西北大學(xué)的Belytschko教授同樣使用MLS進(jìn)行節(jié)點(diǎn)近似，但考慮了在DEM中忽略的形函數(shù)導(dǎo)數(shù)的某些項(xiàng)，并使用Lagrange乘子施加本質(zhì)邊條，稱其為無單元伽遼金方法（EFG）。EFG比DEM精確，在許多領(lǐng)域獲得廣泛的應(yīng)用，特別是在裂縫生長，晶體生長，大變形的等問題中。此后，無網(wǎng)格方法迅猛發(fā)展，目前不同的無網(wǎng)格方法有十多種：SPH，DEM，EFG，RKPM（再生核質(zhì)子法），F(xiàn)PM（有限點(diǎn)方法），BNM（邊界節(jié)點(diǎn)方法），PU（單位分解），PUFEM（單位分解有限元），HP－Cloud（HP云，或HP覆蓋）， MLPG(無網(wǎng)格局部Petrov－Galerkin方法)，LBIE（局部邊界積分方程方法），MFS（有限球方法），F(xiàn)MM（Free Mesh Method）,NEM（自然元）等等。
無網(wǎng)格方法的一個(gè)重要貢獻(xiàn)就是，不僅在于其本身，對(duì)于有限元，有限差分的推動(dòng)作用也是非常大的。如單位分解有限元，使得有限元的精度大大提高，不再是C0的了。廣義有限元和廣義有限差分的出現(xiàn)也是由于無網(wǎng)格的推動(dòng)作用。
展開 無網(wǎng)格意味著無需節(jié)點(diǎn)間關(guān)系的信息，與傳統(tǒng)的有限體積或有限差分方法需要這種關(guān)系是不同的。
圖形顯示翼型劃分了網(wǎng)格（左側(cè)），右側(cè)相同的翼型則被點(diǎn)包圍。無網(wǎng)格方法在這些點(diǎn)處求解偏微分方程。
???
為什么用無網(wǎng)格?
很多現(xiàn)有數(shù)值方法諸如有限體積方法，有限差分方法需要網(wǎng)格。在這樣的網(wǎng)格中，每個(gè)點(diǎn)有一個(gè)固定數(shù)量的預(yù)定義相鄰的點(diǎn)，與相鄰點(diǎn)的連接關(guān)系用于定義數(shù)學(xué)運(yùn)算（諸如導(dǎo)數(shù)）并使用這個(gè)信息，求解整個(gè)域方程。
但對(duì)仿真材料可以移動(dòng)或經(jīng)歷大變形（例如移動(dòng)網(wǎng)格問題），網(wǎng)格的連接不引入誤差則難以保持。盡管這種情況下仿真中可以重新劃分網(wǎng)格，最終還會(huì)導(dǎo)致進(jìn)一步增加誤差。無網(wǎng)格方法可以避免這種問題。無網(wǎng)格方法的其他優(yōu)勢：
節(jié)省分網(wǎng)的時(shí)間；
復(fù)雜幾何模型的仿真非常容易，而復(fù)雜幾何模型難于分網(wǎng)，可能需要花費(fèi)幾個(gè)星期；
無需額外人員幫助劃分網(wǎng)格。
???
無網(wǎng)格方法有哪些？
展開 圖形顯示翼型劃分了網(wǎng)格（左側(cè)），右側(cè)相同的翼型則被點(diǎn)包圍。無網(wǎng)格方法在這些點(diǎn)處求解偏微分方程
為什么用無網(wǎng)格
?
很多現(xiàn)有數(shù)值方法諸如有限體積方法，有限差分方法需要網(wǎng)格。在這樣的網(wǎng)格中，每個(gè)點(diǎn)有一個(gè)固定數(shù)量的預(yù)定義相鄰的點(diǎn)，與相鄰點(diǎn)的連接關(guān)系用于定義數(shù)學(xué)運(yùn)算（諸如導(dǎo)數(shù)）并使用這個(gè)信息，求解整個(gè)域方程。
但對(duì)仿真材料可以移動(dòng)或經(jīng)歷大變形（例如移動(dòng)網(wǎng)格問題），網(wǎng)格的連接不引入誤差則難以保持。盡管這種情況下仿真中可以重新劃分網(wǎng)格，最終還會(huì)導(dǎo)致進(jìn)一步增加誤差。無網(wǎng)格方法可以避免這種問題。無網(wǎng)格方法的其他優(yōu)勢：
節(jié)省分網(wǎng)的時(shí)間；
復(fù)雜幾何模型的仿真非常容易，而復(fù)雜幾何模型難于分網(wǎng)，可能需要花費(fèi)幾個(gè)星期；
無需額外人員幫助劃分網(wǎng)格。
無網(wǎng)格方法有哪些？
近年來開發(fā)了很多無網(wǎng)格方法，我們來看一下發(fā)展的狀況。
光滑粒子流體動(dòng)力學(xué)方法
SmoothedParticle Hydrodynamics(SPH)
SPH，用于天文學(xué)的最老的無網(wǎng)格方法之一，隨后越來越多用于流體流動(dòng)研究。
展開 圖形顯示翼型劃分了網(wǎng)格（左側(cè)），右側(cè)相同的翼型則被點(diǎn)包圍。無網(wǎng)格方法在這些點(diǎn)處求解偏微分方程
為什么用無網(wǎng)格
?
很多現(xiàn)有數(shù)值方法諸如有限體積方法，有限差分方法需要網(wǎng)格。在這樣的網(wǎng)格中，每個(gè)點(diǎn)有一個(gè)固定數(shù)量的預(yù)定義相鄰的點(diǎn)，與相鄰點(diǎn)的連接關(guān)系用于定義數(shù)學(xué)運(yùn)算（諸如導(dǎo)數(shù)）并使用這個(gè)信息，求解整個(gè)域方程。
但對(duì)仿真材料可以移動(dòng)或經(jīng)歷大變形（例如移動(dòng)網(wǎng)格問題），網(wǎng)格的連接不引入誤差則難以保持。盡管這種情況下仿真中可以重新劃分網(wǎng)格，最終還會(huì)導(dǎo)致進(jìn)一步增加誤差。無網(wǎng)格方法可以避免這種問題。無網(wǎng)格方法的其他優(yōu)勢：
節(jié)省分網(wǎng)的時(shí)間；
復(fù)雜幾何模型的仿真非常容易，而復(fù)雜幾何模型難于分網(wǎng)，可能需要花費(fèi)幾個(gè)星期；
無需額外人員幫助劃分網(wǎng)格。
無網(wǎng)格方法有哪些？
近年來開發(fā)了很多無網(wǎng)格方法，我們來看一下發(fā)展的狀況。
光滑粒子流體動(dòng)力學(xué)方法
SmoothedParticle Hydrodynamics(SPH)
SPH，用于天文學(xué)的最老的無網(wǎng)格方法之一，隨后越來越多用于流體流動(dòng)研究。
展開 下面分別通過示例說明無網(wǎng)格方法和有限元方法在結(jié)構(gòu)模型處理上的差異。
1）在幾何模型處理上的差異。
以如下復(fù)雜殼體結(jié)構(gòu)為例，采用有限元方法建模時(shí)，為了保證有限元網(wǎng)格的質(zhì)量，需要清除殼體邊緣的倒角和圓角，同時(shí)對(duì)殼體上大量存在的螺栓孔進(jìn)行填充處理。清理完之后的幾何模型如圖1(b）所示。而采用無網(wǎng)格方法時(shí)，則可以直接采用殼體原始幾何模型，不需要對(duì)幾何模型進(jìn)行清理，因此減少了大量的有限元模型前處理時(shí)間成本。
2）在連接方式建模處理上的差異。
結(jié)構(gòu)之間的螺栓、焊接、鉚接之間的處理是有限元處理的難點(diǎn)，有限元方法處理這類連接結(jié)構(gòu)時(shí)，通常采用復(fù)雜的三維接觸模型或者簡化為一維連接單元的方式處理，當(dāng)螺栓結(jié)構(gòu)的數(shù)量較多時(shí)，模型處理也需要大量的時(shí)間。而在無網(wǎng)格方法中則可以根據(jù)螺栓結(jié)構(gòu)的形狀，自動(dòng)識(shí)別螺栓連接結(jié)構(gòu)，并在螺栓與墊片、螺栓與螺母、螺栓柱與結(jié)構(gòu)連接件，以及結(jié)構(gòu)連接件結(jié)合面之間自動(dòng)添加綁定或者滑移接觸約束等，減少了大量的建模時(shí)間。兩種方式處理的典型螺栓連接結(jié)構(gòu)模型如圖2所示。
圖1 無網(wǎng)格技術(shù)與有限元技術(shù)模型處理對(duì)比
圖2 無網(wǎng)格技術(shù)與有限元技術(shù)螺栓結(jié)構(gòu)處理方式對(duì)比
圖3為有限元方法和無網(wǎng)格方法仿真計(jì)算的基本流程，可以看出，與有限元方法相比，無網(wǎng)格方法省略了幾何模型清理、有限元網(wǎng)格劃分等步驟，因此對(duì)于復(fù)雜結(jié)構(gòu)來說，能夠節(jié)省大量的仿真計(jì)算時(shí)間，提高建模仿真和模型迭代效率。
圖3 無網(wǎng)格與有限元仿真計(jì)算步驟對(duì)比
2 車體結(jié)構(gòu)的無網(wǎng)格分析計(jì)算與對(duì)比
為了驗(yàn)證結(jié)構(gòu)無網(wǎng)格方法的計(jì)算效率以及模型計(jì)算結(jié)果的可信度，以典型特種裝備車體結(jié)構(gòu)為對(duì)象，分別采用無網(wǎng)格方法和有限元方法進(jìn)行仿真建模，并從結(jié)構(gòu)靜態(tài)分析、結(jié)構(gòu)模態(tài)分析及結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)分析等方面對(duì)無網(wǎng)格方法的建模效率及模型計(jì)算精度進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證。
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無網(wǎng)格方法的最新內(nèi)容
為此，本次研討會(huì)將重點(diǎn)介紹LS-DYNA中最新開發(fā)的無網(wǎng)格方法——SPR3方法，為焊點(diǎn)建模提供新的解決思路。</p><p>此外，對(duì)于同樣廣泛應(yīng)用的粘膠連接，將系統(tǒng)講解內(nèi)聚力單元（Cohesive Element）的建模方法，并結(jié)合具體連接場景，說明如何合理選擇相應(yīng)的Section和Material參數(shù)，以提升仿真精度與穩(wěn)定性。
用hypermesh劃分網(wǎng)格時(shí)，為啥用過渡性細(xì)化網(wǎng)格時(shí)，過渡區(qū)域無網(wǎng)格
感興趣的下滑預(yù)約學(xué)習(xí)??
時(shí)間：4月29日（星期三），15:30-16:30
內(nèi)容簡介：
SPH（光滑粒子流體動(dòng)力學(xué)）是一種拉格朗日無網(wǎng)格方法，Ansys SPH產(chǎn)品由于沒有網(wǎng)格約束的限制，在許多模擬場景中更加靈活，尤其擅長模擬復(fù)雜自由液面情景（如飛濺和噴淋）以及涉及運(yùn)動(dòng)物體的應(yīng)用場景。
點(diǎn)擊立即報(bào)名
4/29 | Ansys SPH產(chǎn)品功能更新及仿真應(yīng)用
講師簡介：
張琪 | Ansys高級(jí)應(yīng)用工程師
主題簡介：SPH（光滑粒子流體動(dòng)力學(xué)）是一種拉格朗日無網(wǎng)格方法，Ansys SPH產(chǎn)品由于沒有網(wǎng)格約束的限制，在許多模擬場景中更加靈活，尤其擅長模擬復(fù)雜自由液面情景（如飛濺和噴淋）以及涉及運(yùn)動(dòng)物體的應(yīng)用場景。
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主題簡介：SPH（光滑粒子流體動(dòng)力學(xué)）是一種拉格朗日無網(wǎng)格方法，Ansys SPH產(chǎn)品由于沒有網(wǎng)格約束的限制，在許多模擬場景中更加靈活，尤其擅長模擬復(fù)雜自由液面情景（如飛濺和噴淋）以及涉及運(yùn)動(dòng)物體的應(yīng)用場景。
ql-align-center"><strong>4/29 | Ansys SPH產(chǎn)品功能更新及仿真應(yīng)用</strong></p><p><img src="https://img.jishulink.com/202604/imgs/f13a02e25efe4f02b39bdb29d5398da5" width="1099"></p><p><strong>主題簡介：</strong>SPH（光滑粒子流體動(dòng)力學(xué)）是一種拉格朗日無網(wǎng)格方法
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主題簡介：SPH（光滑粒子流體動(dòng)力學(xué)）是一種拉格朗日無網(wǎng)格方法，Ansys SPH產(chǎn)品由于沒有網(wǎng)格約束的限制，在許多模擬場景中更加靈活，尤其擅長模擬復(fù)雜自由液面情景（如飛濺和噴淋）以及涉及運(yùn)動(dòng)物體的應(yīng)用場景。
Easypbc插件需要相對(duì)面的節(jié)點(diǎn)一一對(duì)應(yīng)，方便后續(xù)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)周期性邊界條件的施加，如果節(jié)點(diǎn)不是一一對(duì)應(yīng)的就會(huì)導(dǎo)致插件報(bào)錯(cuò)。那么如何劃分周期性網(wǎng)格呢？
1.有些人是在Hypermesh中劃分的，該方法我也嘗試過。在導(dǎo)入到ABAQUS后，Mapping accuracy默認(rèn)1E-07時(shí)，無法創(chuàng)建一一對(duì)應(yīng)哪個(gè)的節(jié)點(diǎn)集合。只有將其放大，例如1E-03才可以。所以該方法既有較高的學(xué)習(xí)成本，網(wǎng)格質(zhì)量也一般。
參考文獻(xiàn)：《Physically based crystal plasticity FEM including geometrically necessary dislocations: Numerical implementation and applications in micro-forming》
GND 演化方程依賴依賴于剪切應(yīng)變率的梯度或者塑性變形梯度的旋度，而標(biāo)準(zhǔn)FEM/VUMAT
利用 ANSYS Fluent 動(dòng)態(tài)網(wǎng)格進(jìn)行渦輪泵仿真的方法
