高階網格劃分
關注創建者：匿名 創建時間：2026-01-04
高階網格劃分的視頻教程
基于workbench Mesh的攪拌器高質量網格劃分，視頻免費無聲音，提供附件（需購買）練習。
基于workbench Mesh的攪拌器高質量網格劃分，包含多種Mesh模塊的網格控制方法，視頻免費無聲音，提供附件（需購買）練習。
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ABAQUS的真空_堆載聯合預壓滲流及自定義排水板單元
1、講解基本的建模的流程； 2、采用常規方法建模排水板單元，以及圓形截面排水版的網格高階劃分方法； 3、材料參數和固結&流固耦合分析步講解。 4、如何實現真空預壓； 5、如何施加排水邊界； 6、abaqus的inp文件入門講解； 7、自定義排水板單元的子程序講解及具體操作。 8、附件有先關參考文獻和子程序本構。 9、有分享才有進步！其他交流請加我私聊。
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高階網格劃分的實例教程
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 01
前言
在文章【CAE前處理 | 高階單元在薄板網格劃分時的注意事項（1）】中，筆者對比了不同長厚比下，厚度方向網格數量對薄板結構的剛度及強度影響
根據計算結果初步判斷，1層高階全積分單元是能夠滿足薄板結構常規計算需求
這里可能有伙伴會想，“高階單元既然精度這么高，豈不是網格隨便劃分下就能進行計算？”
這里暫且不討論其它，單就薄板結構網格劃分而言，還有很重要的一部分數據沒有進行對比，那就是“長度方向網格數量對計算精度有著怎樣的影響？”
展開 傳統上，向網格添加單元（稱為 H 細化）是提高解精度的主要方法。額外的分辨率能夠捕獲通常由同一網格的較粗變化擴散的流動現象。用于提高空間和時間精度的另一種技術是通過執行度數提升，既針對給定單元內的假設解又針對單元本身，稱為高階 (HO) 網格劃分。這樣做時，線性網格可以通過沿邊、面和內部添加節點而變得彎曲。這樣就需要更少的元素來準確地表示彎曲幾何形狀并捕獲感興趣的復雜流動特征。
** 在表征 HO 網格時，請務必注意，其階數等于其多項式次數加一。因此，線性網格的階數為 1，階數為 2，二次網格的階數為 2，階數為 3，等等。
1. 球體
球體由聚集在球體表面的各向異性單元層進行網格劃分，過渡到各向同性遠場四面體網格。生成三種單元類型（僅四面體、棱柱和四面體以及混合單元）和四種多項式次數（線性、二次、三次和四次）的網格。
圖 1. P1 網格位于頂行，P2 網格位于底行。
2. 僅機翼幾何形狀
HO 網格是在第三屆AIAA 阻力預測研討會 (DPW)的僅機翼幾何體上生成的。為了保持自由度數相對恒定，原始線性網格中的單元數隨著多項式次數依次增加而減少。體積網格由表面附近的各向異性單元層組成，這些單元在遠場中過渡為各向同性四面體。
圖 2. DPW 3 機翼表面網格、尖端區域和前緣的特寫視圖。從左上角順時針方向：P1、P2、P4、P3。
3.羅賓機身
通用 ROBIN 機身使用 Pointwise 進行網格劃分，然后提升到 P2 網格。創建了兩個線性網格和兩個 P2 網格，目標是每個粗略和精細版本的 P1 和 P2 網格中的節點數量大致相同。
圖 3.ROBIN 機身的 P1（頂行）和 P2（底行）精細和粗略表面網格。
4.
展開 03 在應力梯度較小位置，六面體單元，高階四面體單元的求解都是可靠的，并且節點數影響較小。
04 在應力梯度較大位置，高階單元的應力結果比低階單元大；
05 在應力梯度較大位置，細密網格的應力結果比稀疏網格大；
建議：
01 如果幾何模型規則，很容易得到六面體網格，則首選六面體網格；
02 如果幾何模型不規則，在計算機性能允許下，完全可以使用高階面體網格；
ps：實際工作中，幾何模型一般都是不規則的，所以高階面體網格可以是最常用的；一般使用技巧就是，在應力梯度小的部分，網格可以適當稀疏；在應力梯度大并且關心的部分，網格必須進行細化。這樣的網格，既能控制節點總量不至于超量，也可以得到可靠的位移應力結果。
展開 整體網格
添加了邊界層的翼型
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傳統上，向網格添加單元（稱為 H 細化）是提高解精度的主要方法。額外的分辨率能夠捕獲通常由同一網格的較粗變化擴散的流動現象。用于提高空間和時間精度的另一種技術是通過執行度數提升，既針對給定單元內的假設解又針對單元本身，稱為高階 (HO) 網格劃分。這樣做時，線性網格可以通過沿邊、面和內部添加節點而變得彎曲。這樣就需要更少的元素來準確地表示彎曲幾何形狀并捕獲感興趣的復雜流動特征。
** 在表征
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？
通過使用高階網格劃分流域，Voronoi 圖和 Delaunay 三角剖分有助于深入了解流動行為。
使用 Delaunay 三角剖分創建非結構化網格
在流體系統的計算分析中，用于模擬的網格生成是一種常用的方法。生成的網格可用于模擬廣泛應用中的流動行為或傳熱行為，包括航空航天和汽車行業。
01
前言
在文章【CAE前處理 | 高階單元在薄板網格劃分時的注意事項（1）】中，筆者對比了不同長厚比下，厚度方向網格數量對薄板結構的剛度及強度影響
根據計算結果初步判斷，1層高階全積分單元是能夠滿足薄板結構常規計算需求
這里可能有伙伴會想，“高階單元既然精度這么高，豈不是網格隨便劃分下就能進行計算？”
采用了非等溫管道流、多孔介質傳熱、固體力學模塊，采用形成裝配體接觸對，計算瞬態的時候會這樣報錯。請問有了解這個是什么原因的嗎
圖4 樹杈結構幾何模型
對上述幾何體采用高階四面體單元網格劃分，單元尺寸取為4mm，共劃分380864個單元。材料設置為鋁合金，求解分析設置中打開大變形選項，求解計算后，以下列出位移結構和等效應力結構，如圖5所示。
從圖5a)中可以看出，最大位移為25.087mm，發生在接近右上角的位置。該位置只有蒙皮，沒有樹杈和加強筋，所以位移較大。
（4）劃分網格：
設置最大單元尺寸為0.3mm，并使用高階的單元。網格劃分后得到28898個節點，14570個Tet10單元。
（5）施加約束及載荷
固定軟管的一端，使其U1，U2，U3等于0。在軟管的另一端端面施加Z方向 的水平拉力，大小為1N。
（6）求解設置，計算，及結果后處理。
為了便于收斂，設置3個子步。然后點擊求解按鈕進行計算。
ICEM旋轉水翼流場旋轉域及靜止域全六面體高質量網格劃分（全文件）
