混合網格生成的案例
為什么使用Fidelity Pointwise T-Rex 混合網格劃分？
作為 CFD 從業者，您是否遇到過在流動快速變化的區域生成網格的困難，尤其是沿著邊界層或壁邊界？Fidelity Pointwise T-Rex 網格劃分可用于近體網格劃分或邊界層網格劃分，并對對稱邊界進行特殊處理。
T-Rex 是一種先進的自動化混合網格生成方法。T-Rex 生成混合網格，通過擠壓高質量、高縱橫比的四面體層來解決粘性流動中的邊界層、尾流和其他現象，這些四面體可以后處理成棱鏡堆疊。該算法包括用于優化細胞質量和避免相鄰細胞層碰撞的工具。T-Rex 已用于許多應用，包括圖 1 中的轎車。
圖 1. 圍繞通用汽車轎車幾何形狀的 T-Rex 網格剖切圖。
霸王龍算法概述
在深入研究您可以用它做什么之前，讓我們先看看 T-Rex 是如何工作的。
該算法從圍繞表面網格周邊分布點開始。這是最初的擠壓前沿。
邊界點一次一個地擠出（或推進）到表面網格中。對于用戶指定的步長，擠出垂直于邊界。這會為拉伸點創建一個候選位置。
檢查候選點以確保它不會與任何其他擠壓前沿發生碰撞。
如果候選點通過碰撞測試，則與之前的前沿相連，形成一個三角形單元格。另一方面，如果測試失敗，則拒絕候選點，并在該點局部停止擠壓。
逐點繼續擠出，步長以用戶指定的速率增加，直到擠出的三角形各向同性、碰撞測試失敗或達到最大層數。這是最后的戰線。
基于 Delaunay 的各向同性網格器填充最終前沿所包圍的區域。
如何使用 T-Rex 進行表面網格劃分？
非結構化表面網格使用 Delaunay 技術自動初始化，該技術在整個表面生成各向同性單元。使用Grid菜單中的T-Rex命令設置T-Rex屬性，然后重新初始化。
圖 2. T-Rex 技術通過網格菜單應用于非結構化網格。
展開 什么是網格劃分或網格生成？
然而，純六面體網格仍然可以是非結構化的，如果它們沒有（i,j,k）坐標，將其稱為“結構化網格”在形式上是不正確的。非結構化網格在工業 CFD 領域很受歡迎，因為可以相對容易地在復雜的幾何形狀上生成這類網格。然而，由此生成的單元往往屬性不夠完美，如偏斜過大和對齊效果欠佳，因此由于截斷誤差高和數值擴散，這往往會降低求解器的準確度。
3、混合網格劃分
為了完美兼顧準確度、速度和靈活性，一些現代 CFD 求解器會使用混合網格，它們由結構化模塊和非結構化區域以及許多不同的單元類型組成。通常情況下，近壁面網格將使用棱柱層來表示邊界層，然后隨著網格不斷偏離幾何模型而過渡到其他單元類型。
為什么網格劃分很重要？
網格的質量（由網格中每個單元的幾何指標衡量）會影響 CFD 解決方案的準確性和收斂性。要想實現良好的仿真效果，在準確度和計算資源之間取得平衡非常重要，為此，要進行網格敏感性測試。對于某些幾何形狀，粗糙的網格就足以滿足仿真需求。因此，CFD 應用的要求決定了所需的網格質量和求解準確度。
如何生成高保真網格？
網格劃分是 CFD 工作流程中最耗時的部分，對仿真結果影響很大。
以下三個步驟可以確保生成高質量的網格：
01 幾何清理和水密幾何體
清理幾何體有助于節省仿真時間，這也是 CFD 分析的關鍵步驟，通常需要耗費幾天甚至數周的時間，具體取決于幾何體的復雜程度。確保幾何體沒有無關的特征、層和表面，有助于得出更精確的流體流動解。此外，水密幾何體有助于求解器針對不同的流域進行仿真。
02 物理學關鍵區域的網格細化
網格間距如果不能求解流體變量的局部變化，就會引入離散化誤差。然而，如果網格過于精細，就會增加不必要的計算時間和工作量。
展開 ICEM劃分結構+非結構的混合網格處理方法的操作視頻，幾何文件以及網格文件 ￥20
配有幾何模型，可跟隨視頻實際操作
網格階數詳解：高階網格生成
主要內容
什么是高階網格
為什么網格曲線化比提升階數更重要
高階網格相比于線性網格的優勢
如何從線性網格創建高階網格
圖中兩個渦輪葉片是一個線性混合網格（六面體，四面體等）。高階網格的劃分能夠在一些關鍵面上在不損失網格精度的情況下降低網格數量。
任何時候針對任何復雜系統進行數值模擬時，控制方程與幾何模型都需要經過不同程度的離散化處理。在 CFD 模擬中，網格劃分將系統幾何模型離散化，創建一組被用于控制方程計算的節點。現代 CFD 的一個挑戰是在模擬中如何做到求解高精度、網格高分辨率和低計算資源耗費的平衡。為了達到這一目標，很多網格生成方法的開發都意圖在處理復雜幾何圖形的同時不增加計算復雜性。
在 CFD 模擬使用的多種網格生成方法中，高階網格是一種能夠實現精度、分辨率和計算成本平衡的有效方法。高階網格劃分的目標是利用高階多項式曲線的優勢為 CFD 計算創建網格，從而實現在復雜系統環境下提供比線性網格更高的精度。高階網格是如何生成的？就計算精度和計算復雜性而言又是如何在線性網格上疊加實現的？
展開 
ICEM混合網格劃分
混合網格，指的是模型中同時存在結構網格與非結構網格的情況。
采用混合網格的主要優勢在于：對于復雜的幾何，我們可以將其分解成多個幾何，對于適合劃分結構網格的采用結構網格劃分方式，而對于非常復雜的部分，可以使用非結構方式進行劃分。
在ICEM CFD中進行混合網格劃分的一般步驟。通常分為以下幾步：
（1）幾何準備。對于本身就是多個幾何的情況，因為處理方式簡單，這里不做討論。這里要說的是一個連續的幾何，我們需要在ICEM CFD中將其進行分割成多個部分。這里可以運用的部分主要在于ICEM CFD的幾何創建功能，包括點、線生成以及面切割。
（2）part創建。在這一步中需要將體分解成多個部分分別放入不同的part中。同時畫四面體區域創建body。注意，這里我們需要創建面將四面體部分封閉，同時要將創建的面放到一個獨立的part中，因為后面的節點合并中需要使用到它。
（3）創建block。注意這里創建block的時候要選擇劃分結構網格的幾何。
（4）劃分非結構網格。分別分別為左右兩側劃分結構網格并load from blocking使之成為非結構網格形式【只有這樣才能與中間聯接】
（5）劃分非結構網格。---注意這里一定要選“可見部分”選項，而不是“ALL”
（6）交界面的處理。將結構網格和非結構網格節點對其。
展開 無面生成網格及網格編輯
無面生成網格.gif
混合法注塑件中面網格劃分
我希望能把網格劃分工作變成一種享受——喝著茶聊著天，順便就把網格劃好了。
隨著計算機硬件和求解器的不斷進步，復雜六面體網格用得越來越少，作為網格劃分最后的硬骨頭，塑料件中面網格劃分對大部分人來說真可謂費時、費力又費眼。希望本文能幫助大家。
正文?
首先，講一下劃分中面網格的幾種可能思路：
先用Midsurfaces抽取中面再劃分網格。這種方法的好處是特征捕捉準確，對于中面抽取質量較好的零件適用。如果注塑件的中面結果很差，那么劃分網格的效果不如下面的Midmesh好。
手工抽取中面，然后劃分網格。考慮到塑料件的筋都在拔模方向上拉伸得到，實際上的曲面創建并不會很復雜，而且曲面質量很高。
直接Midmesh，然后使用FE-GEOM進行手工修改。FE-GEOM是一種基于網格的特征操作，就像操作曲面一樣，具有高效、直觀、易學易用等特點，可以大幅度簡化網格創建和編輯工作。
聯合應用各種方法，最后把得到的中面網格轉化為FE-GEOM進行連接。這也是本文的重點，簡單說就是創建網格的時候你想用什么方法就用什么方法，最后轉化為FE-GEOM連接一下，最后rebuild完工。
圓角會大幅度降低Midmesh的速度和質量，如果可以在CAD軟件中把一些工藝圓角去掉，那么通常網格就可以得到很好的結果，下圖在普通筆記本電腦上大約運行40分鐘后得到的結果。
結果網格如下：
局部放大后效果：
大量單向筋的部位
大量交錯筋的部位
開孔部位
帶筋圓柱孔部位
1?相關功能介紹
同步視圖
3D實體幾何和中面網格在一些局部是無法完全等效的。
展開 基于Matlab的有限元網格自動生成算法 | CST、LST單元網格
今日給大家帶來的主要內容是二維問題下有限元網格如何自動生成？
單元網格的形成實際上屬于有限元計算中的前處理部分，即確定單元節點信息，當模型較為復雜時，用戶可在Abaqus、Ansys等大型商業有限元軟件中進行建模，導出網格信息。
當模型較為簡單時，如二維平面板模型，用戶可基于一些較為基礎的網格生成算法，在自己的程序中通過控制模型長、寬等信息，即可生成有限元網格。
看似應用有限，但是在一些比較復雜的領域內，往往需要先在簡單的模型中得到理論驗證，如此以來，有利于自編程代碼的完整性，即前處理、內核計算、后處理于一體。
本篇推文，木木就帶著大家，學習一下CST、LST單元網格的自動生成。
CST單元網格
單元自動網格劃分
如下圖所示，為3節點三角形單元網格生成示意圖，圖中NXE和NYE分別是模型橫向和縱向單元個數，dhx和dhy分別是單元的橫向、縱向長度。
展開 [案例分析]Pointwise非結構混合網格賞析
除此之外，Pointwise具有T-REX和Source功能可以實現對面網格和體網格的加密，具有對流場中任意區域進行加密控制的能力。
以下是本文作者基于Pointwise軟件和商業及開源軟件完成的一些驗證算例或項目工作。特分享如下。點擊部分項目標題，可跳轉至案例出售界面。
(1) Pointwise生成M6機翼(曲面翼梢）網格
項目說明：使用Pointwise生成了M6機翼(曲面翼梢）網格，并分別使用SU2軟件和ANSYS Fluent進行了氣動仿真計算。
（2）Pointwise生成運輸機驗證機構型全機網格
項目說明：使用Pointwise軟件生成了運輸機構型整機網格，包括機身、機翼、垂尾和平尾。使用了包括T-REX在內的多項技術。
(3) Pointwise生成逆向設計的"協和”號整機模型黏性網格
項目說明：基于公開圖片使用CATIA繪制了“協和”號超聲速客機整機模型，使用Pointwise生成了整機非結構混合網格，并使用SU2開源軟件對其氣動力進行了仿真。
（4）Pointwise生成NASA驗證機整機網格
項目說明：使用Pointwise軟件生成了NASA驗證機整機非結構混合黏性網格，模型包括機身、機翼、平尾、垂尾和發動機艙。
(5) Pointwise生成機翼導彈掛架網格
項目說明：使用Pointwise生成了機翼導彈掛架網格，并使用Fluent嵌套網格技術進行了投彈過程六自由度仿真計算。
注：本文由技術鄰用戶Oler原創，轉載請注明出處。
展開 CFD網格生成新高度——HPC并行處理大規模網格
在現代CFD 中，網格生成往往要占據整個計算周期人力時間的60％左右，而且網格質量的好壞直接關系到計算結果的精度，隨著高精度、高分辨率格式的提出，計算格式對網格質量的要求越來越高。
同時利用CFD仿真分析的場景也越來越多，建模所需的網格越來越精細，工程師們需要花費更長的時間和更多的計算資源來完成這項工作。
運輸機構型計算網格
隨著CFD 應用復雜度的增加，人們逐步意識到網格生成的局限性嚴重制約了復雜外形的數值模擬能力，開始投入很大精力開展網格生成技術研究，而其中利用HPC并行處理CFD的網格劃分是目前盛行且有效的方式之一。
無需大內存的支撐
速度不是限制大規模網格的唯一因素，對于過去而言，創建這些網格需要大量的內存支撐。在單個核心上對幾何體進行網格劃分可能會使核心的RAM被幾億個單元格所占據（現在大規模的網格基本超過10億單元格）。大型CFD網格往往需要大量內存的支撐，如今在這一方面取得了很大的進展。
機翼大規模網格
并行網格劃分將問題分布在多個核心上，每個核心都有自己的一組RAM。當在多個核上完成網格劃分時，每個核心的RAM要求會降低。
例如，工程師在創建幾何防水工作流程時，無需多次對現實生活中的工業案例進行網格劃分，節省了許多內存資源。
展開 案例16 Virtual.Lab前處理操作之從體網格生成面網格
對于邊界元的聲學網格來說只能是面網格，如果用BEM方法計算一塊矩形平板的輻射噪聲，則需要從矩形平板的體網格上提取面網格。該功能在VL里面很方便的就可以實現，因此做了一個視頻給大家分享一下。
矩形平板：
體網格數據統計：
面網格數據統計：
體網格剖視圖：
面網格剖視圖：
感謝阿偉在本人學習LMS Virtual.Lab過程中的幫助！
本案例視頻下載地址：
http://pan.baidu.com/share/link?shareid=499146940&uk=1728334102
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Moldex3D仿真分析之混合式網格 (Hybrid Mesh)
四面體網格 (Tetrahedral Mesh)自動生成法是最簡單的三維度實體網格建立方法。使用者可以從封閉表面網格輕松建立四面體網格。此方法的缺點在于它的每個單位體積需要較多的元素，才能達到與其他實體網格類型相同的網格質量。此處描述的網格質量是由 Moldex3D Mesh 中的質量表格，以及厚度方向之間的元素圖層數目所定義。使用四面體網格自動生成方法，使用者無法完全控制塑件的元素層數。因此，CAE 分析有時候無法提供較差質量區域中的正確溫度分布。若四面體網格未符合求解器的需求，系統便會產生發散或不合理的結果，尤其是較薄的塑件。
另一方面，混合式網格 (Hybrid Mesh) 生成與四面體網格生成有顯著的差異。用戶可以輕松控制網格質量以符合求解器的需求。此方法的缺點在于，經驗不足的使用者需花較多時間來架構網格。混合式網格的架構時間是四面體網格自動生成的三倍或以上。對于大部分的使用者來說，這是一大缺點，雖然它可以達到較高的網格質量。
為解決上述困境，Moldex3D Mesh 還提供邊界層網格 (BLM) 法。針對 BLM，使用者無需在實例化網格上花很多時間。此外，BLM 所產生的實體網格質量相當良好，已足以進行 CAE 分析，可取得準確的結果。一般而言，它會為整個塑件在厚度方向之間提供至少五個元素層數。如此一來，便可更準確模擬在模穴邊界由剪切生熱現象所導致的溫度升高。再者，亦可更加準確地預測填充、壓力曲線等的分析結果。三種網格生成法的詳細比較會于本章節結尾的表格中列出。
四面體網格自動生成和 CAE 溫度分布
BLM 和 CAE 溫度分布
不同網格生成法之間的比較
針對射出成型的 CAE 分析，塑件厚度方向之間的元素圖層數目非常重要，因為他決定著分析結果的分辨率。以厚度方向的溫度分布來當做范例。
展開 fluent meshing進行多面體網格劃分，生成高質量網格后進行算例設置。 ￥15
流體的運動過程
整體網格
邊界層網格
基于Matlab的有限元網格自動生成算法 | Q4、Q8、Abaqus單元網格
今日給大家帶來的主要內容是二維問題下四邊形單元有限元網格如何自動生成？
單元網格的形成實際上屬于有限元計算中的前處理部分，即確定單元節點信息，當模型較為復雜時，用戶可在Abaqus、Ansys等大型商業有限元軟件中進行建模，導出網格信息。
當模型較為簡單時，如二維平面板模型，用戶可基于一些較為基礎的網格生成算法，在自己的程序中通過控制模型長、寬等信息，即可生成有限元網格。
看似應用有限，但是在一些比較復雜的領域內，往往需要先在簡單的模型中得到理論驗證，如此以來，有利于自編程代碼的完整性，即前處理、內核計算、后處理于一體。
本篇推文，木木就帶著大家學習一下Q4、Q8單元網格的自動生成以及Abaqus網格節點順序解讀。
代碼獲取：
基于Matlab的有限元網格自動生成算法 | Q4、Q8、Abaqus單元網格
Q4單元網格
單元自動網格劃分
如下圖所示，為4節點四邊形單元網格生成示意圖，圖中NXE和NYE分別是模型橫向和縱向單元個數，dhx和dhy分別是單元的橫向、縱向長度。
展開 正交六面體網格生成算法
問題描述
在用有限元法或者有限體積法求解流體力學問題時，需要先將求解區域劃分成網格。區別于在物體表面生成的網格（surface mesh），我們稱這種劃分三維區域的網格為體網格（volume mesh）。
體網格根據其單元形狀可以分為四面體網格（tetra-mesh），六面體網格（hexa-mesh），以及四面體或六面體為主的多面體網格（tetra/hexa-dominated mesh）。而根據其生成方式又可以分為結構化與非結構化網格（stuctured, non-structured），貼體與非貼體網格（conformal, non-conformal），等等。
對于四面體網格，較為常用的生成算法包括Delaunay法和波前法（advancing front）等。而對于六面體網格，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的普適性，只需要提供模型的表面網格就可以自動生成六面體為主的多邊形網格（并非純六面體網格）。這里我們主要介紹一下這種方法。
2. 求解流程
有些體網格生成算法直接從描述幾何模型的參數方程出發（例如映射法，掃掠法），而另一類體網格生成算法從模型的表面網格出發（例如Delaunay法，波前法），正交切割單元法屬于后者。它對于輸入的面網格有一些要求：
1) 純三角（triangular）：所有單元均為三角形。
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