網(wǎng)格自適應(yīng)技術(shù)的案例
Fluent網(wǎng)格自適應(yīng)功能
網(wǎng)格自適應(yīng)技術(shù)概述
Fluent中的網(wǎng)格自適應(yīng)技術(shù)可以允許我們根據(jù)數(shù)據(jù)計(jì)算結(jié)果來(lái)修改網(wǎng)格梳密布置或網(wǎng)格走向。
1.1 優(yōu)點(diǎn)
運(yùn)用自適應(yīng)法完善網(wǎng)格，在網(wǎng)格中如果你需要可以增加網(wǎng)格單元，這樣使你更精確地計(jì)算流場(chǎng)的特性。當(dāng)你正確地用了網(wǎng)格自適應(yīng)方法，那得到的網(wǎng)格對(duì)流體計(jì)算是最優(yōu)的，因?yàn)檫@方法能確定哪里加入了有更多網(wǎng)格單元。
1.2 使用準(zhǔn)則
表面網(wǎng)格必須足夠的好來(lái)為表征一些重要的幾何特征。
初始網(wǎng)格應(yīng)該有足夠多的網(wǎng)格單元來(lái)捕獲流場(chǎng)的關(guān)鍵特征。
在進(jìn)行網(wǎng)格自適應(yīng)前應(yīng)該是一個(gè)合理收斂的結(jié)果。
網(wǎng)格自適應(yīng)技術(shù)一般用于計(jì)算的中間，算著覺(jué)得某個(gè)部分不太好，用這個(gè)技術(shù)提高一下質(zhì)量，繼續(xù)算。
差的自適應(yīng)操作可能會(huì)產(chǎn)生不利的效果。
在進(jìn)行自適應(yīng)過(guò)程前，建議先建立case文件和data文件。這樣，如果產(chǎn)生不理想的網(wǎng)格，你還可以用保存了的文件來(lái)重新開(kāi)始這過(guò)程。
2. 網(wǎng)格自適應(yīng)技術(shù)類型
2.1 邊界自適應(yīng)（Boundary Cell Registers）
如果在邊界上要求更多的單元，就可以采用邊界自適應(yīng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。邊界自適應(yīng)函數(shù)允許你在選定的邊界區(qū)域附近標(biāo)記或細(xì)化單元。因?yàn)榱黧w相互作用常常出現(xiàn)在這些區(qū)域，比如在靠近避免的邊界層有很大的速度梯度，所以它可以在靠近一個(gè)或多個(gè)邊界域進(jìn)行網(wǎng)格細(xì)化。
邊界自適應(yīng)有三種不同方法:
邊界自適應(yīng)是根據(jù)單元離開(kāi)邊界的距離來(lái)確定單元數(shù)目
邊界自適應(yīng)是在單元離開(kāi)邊界的垂直距離基礎(chǔ)上
邊界自適應(yīng)是在目標(biāo)邊界體積和增長(zhǎng)因子的基礎(chǔ)上
可以通過(guò)邊界命令的選擇方式，通過(guò)cell distance(網(wǎng)格的層數(shù))進(jìn)行選擇。
展開(kāi) 有限元自適應(yīng)網(wǎng)格生成技術(shù)解析
有限元自適應(yīng)網(wǎng)格生成技術(shù)解析.part2.rar
有限元自適應(yīng)網(wǎng)格生成技術(shù)解析.part1.rar
Cadence Fidelity CFD尊重幾何并減少運(yùn)行時(shí)間的保真 CFD 網(wǎng)格自適應(yīng)
在 CFD 模擬中，影響解決方案質(zhì)量的關(guān)鍵因素是網(wǎng)格劃分。不能解決流動(dòng)變量局部變化的網(wǎng)格間距會(huì)引入離散化誤差。另一方面，如果網(wǎng)格過(guò)度細(xì)化，計(jì)算時(shí)間和工作量會(huì)不必要地增加。網(wǎng)格元素類型和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)也會(huì)影響生成網(wǎng)格所需的人工時(shí)間和技能以及每單位精度的成本。
圖 1. 基于局部誤差和基于輸出的自適應(yīng)技術(shù)的比較。
如圖 1 所示，網(wǎng)格自適應(yīng)（可以是基于局部錯(cuò)誤的或基于輸出的）是一種用于幫助提高仿真效率的常用技術(shù)。非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格自適應(yīng)已用于減小網(wǎng)格尺寸以達(dá)到所需的求解精度。這種技術(shù)可以顯著改善處理時(shí)間、內(nèi)存要求和所需的存儲(chǔ)空間。然而，在無(wú)法訪問(wèn)底層 CAD 數(shù)據(jù)的情況下，適應(yīng)僅限于提高離體網(wǎng)格分辨率。而 Fidelity CFD 中的網(wǎng)格自適應(yīng)技術(shù)尊重幾何結(jié)構(gòu)，提高網(wǎng)格質(zhì)量，適應(yīng)近壁剪切層，并減少改進(jìn) CFD 解決方案的運(yùn)行時(shí)間。
挑戰(zhàn)
使用網(wǎng)格自適應(yīng)改進(jìn)網(wǎng)格質(zhì)量的常見(jiàn)挑戰(zhàn)如下：
適應(yīng)不解決正確的幾何。大多數(shù)自適應(yīng)程序都內(nèi)置在 CFD 求解器中。因此，它們僅適用于實(shí)際幾何形狀（即現(xiàn)有幾何形狀）的多面近似。適應(yīng)后，一個(gè)人得到了錯(cuò)誤幾何體的理想網(wǎng)格。
自適應(yīng)會(huì)降低局部細(xì)化網(wǎng)格的網(wǎng)格質(zhì)量。許多自適應(yīng)過(guò)程使用分而治之的方法來(lái)豐富網(wǎng)格，從而將現(xiàn)有網(wǎng)格元素局部劃分為其他元素。雖然編程方便，但這種方法會(huì)導(dǎo)致網(wǎng)格質(zhì)量隨著細(xì)化而穩(wěn)步下降，降低魯棒性，增加運(yùn)行時(shí)間，甚至可能增加離散化
在流動(dòng)變量的梯度很大的近壁剪切層中的適應(yīng)具有許多挑戰(zhàn)。蠻力方法通常在壁附近使用各向同性細(xì)化，導(dǎo)致網(wǎng)格大小爆炸。避免網(wǎng)格尺寸爆炸的常見(jiàn)策略是使用拉伸四面體來(lái)解決垂直于壁的大梯度，而不會(huì)過(guò)度細(xì)化平行于壁。然而，這種方法會(huì)導(dǎo)致網(wǎng)格質(zhì)量大幅下降。
適應(yīng)程序通常會(huì)導(dǎo)致運(yùn)行時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。
展開(kāi) ANSYS自適應(yīng)網(wǎng)格技術(shù)及案例分析（附完整模型分析命令流）
01 自適應(yīng)網(wǎng)格技術(shù)
有限元計(jì)算中，不同的網(wǎng)格劃分會(huì)具有不同的誤差，尤其是對(duì)應(yīng)力結(jié)果。ANSYS通過(guò)能量誤差估計(jì)來(lái)評(píng)估網(wǎng)格密度是否充足，如網(wǎng)格不夠細(xì)，程序可以自動(dòng)細(xì)化網(wǎng)格以減少誤差。這一自動(dòng)估計(jì)網(wǎng)格劃分誤差并細(xì)化網(wǎng)格的過(guò)程稱為”自適應(yīng)網(wǎng)格劃分“。通過(guò)自適應(yīng)網(wǎng)格劃分技術(shù)可以獲得較好的應(yīng)力分布。
自適應(yīng)網(wǎng)格劃分僅適用于單元plane2/25/42/82/83,solid45/64/73/92/95,shell43/63/93及部分熱單元。分析類型僅適用于線性靜力學(xué)結(jié)構(gòu)分析和線性穩(wěn)態(tài)熱分析。
自適應(yīng)網(wǎng)格劃分的基本過(guò)程通過(guò)一個(gè)案例說(shuō)明。
02 具有多孔和凹域的板拉伸案例
針對(duì)如下具有多孔和凹域的板，采用plane42單元，首先設(shè)置KSEIZE=10來(lái)設(shè)置自適應(yīng)網(wǎng)格前的網(wǎng)格尺寸，其后按自適應(yīng)網(wǎng)格劃分技術(shù)對(duì)網(wǎng)格再劃分。設(shè)置ADAPT,10,6，其中10表示迭代次數(shù)最大為10。6表示能力誤差不超過(guò)6%。具體的ADAPT命令說(shuō)明如圖。
一般的自適應(yīng)網(wǎng)格劃分的能量模誤差百分比小于5時(shí)，計(jì)算較為可靠，可以看到下圖給出Von Mises Stress，無(wú)網(wǎng)格自適應(yīng)的應(yīng)力結(jié)果有明顯的不連續(xù)和突變的過(guò)程。但注意，凹角點(diǎn)為應(yīng)力奇異點(diǎn)，在彈性范圍內(nèi)其數(shù)值無(wú)法通過(guò)有限元方法求得。
Von Mises Stress：無(wú)網(wǎng)格自適應(yīng)（左），有網(wǎng)格自適應(yīng)（右）
ADAPT命令解釋
03 完整模型分析命令流
!多孔板自適應(yīng)網(wǎng)格劃分-PLANE42
finish
/clear
/prep7
blc4,,,450,350
blc4,200,250,100,100 !
展開(kāi) 
ANSYS 非線性自適應(yīng)（NLAD）網(wǎng)格劃分及應(yīng)用舉例
沒(méi)有非線性自適應(yīng)
在沒(méi)有非線性自適應(yīng)的情況下，網(wǎng)格高度畸變，計(jì)算失真，且不收斂。
自適應(yīng)網(wǎng)格劃分
基于網(wǎng)格質(zhì)量準(zhǔn)則的非線性自適應(yīng)技術(shù)在求解過(guò)程中自動(dòng)優(yōu)化了發(fā)生高度畸變的網(wǎng)格質(zhì)量。通過(guò)幾次重劃分，成功地求解了這種網(wǎng)格畸變的大變形問(wèn)題。
剛性體擠壓橡膠變形的動(dòng)畫(huà)如下所示：
技術(shù)分享︱基于SAMR網(wǎng)格自適應(yīng)與AI智能求解技術(shù)的高保真流場(chǎng)模擬
下文將具體闡述，<strong style="color: rgb(5, 76, 143);">HSF-SAMR </strong>和 <strong style="color: rgb(5, 76, 143);">HSF-AI </strong>技術(shù)是如何大幅提升“風(fēng)神NF3”的仿真能效的。</p><p><br></p><h2><strong>02 HSF-SAMR網(wǎng)格自適應(yīng)技術(shù)</strong></h2><p> 在流體仿真中，網(wǎng)格的質(zhì)量和規(guī)模直接決定了計(jì)算的精度和效率。傳統(tǒng)的均勻網(wǎng)格往往面臨兩難：一是網(wǎng)格太粗，捕捉不到激波、尾跡等關(guān)鍵細(xì)節(jié)；二是網(wǎng)格太細(xì)，計(jì)算量呈指數(shù)級(jí)爆炸，算不動(dòng)。神工坊<sup>?</sup>技術(shù)團(tuán)隊(duì)引入了<strong style="color: rgb(5, 76, 143);"> HSF-SAMR（Structured Adaptive Mesh Refinement，結(jié)構(gòu)網(wǎng)格自適應(yīng)）</strong>技術(shù)，有效解決了這一痛點(diǎn)。
展開(kāi) 網(wǎng)格自適應(yīng)技術(shù)！
從這個(gè)錯(cuò)誤的字面解釋來(lái)看，無(wú)非就是某個(gè)單元由于變形過(guò)大，導(dǎo)致網(wǎng)格損壞，從這個(gè)Error中已經(jīng)給出了相應(yīng)的解決方案：增加子步的數(shù)量（減少步長(zhǎng)）（使Load緩慢加載也就是增加子步數(shù)量）、提高網(wǎng)格的質(zhì)量、考慮一下材料、接觸等等。但是有時(shí)候我們按照提示修改了之后發(fā)現(xiàn)并不起作用，因此筆者通過(guò)一個(gè)橡膠壓縮的案例（參考Help中的Nonliear Adaptive Region案例）。
案例一：未使用U-P與自適應(yīng)網(wǎng)格技術(shù)
1.建立模型
注意：將上面的壓頭設(shè)置為剛體（Rigid），來(lái)減少計(jì)算量。
2.設(shè)置正方體材料為橡膠本構(gòu)
注意：此參數(shù)來(lái)源于《ANSYS Workbench有限元分析實(shí)例詳解（靜力學(xué)）》周炬、蘇金英著
3.設(shè)置接觸
4.網(wǎng)格劃分
注意：網(wǎng)格劃分采用系統(tǒng)默認(rèn)，由于后續(xù)將要使用自適應(yīng)網(wǎng)格技術(shù)（Nonlinear Adaptive Region），對(duì)于3D模型來(lái)說(shuō)，自適應(yīng)并不支持六面體網(wǎng)格，因此使用四面體網(wǎng)格控制技術(shù)。
5.邊界條件
注意：壓頭的上表面施加遠(yuǎn)端位移（Remote Displacement）向下移動(dòng)8mm，其他5個(gè)自由度均設(shè)置為0（對(duì)于剛體施加位移也可以通過(guò)joint中的移動(dòng)副），正方形底面設(shè)置固定約束（Fixed Support），正方形兩側(cè)面設(shè)置無(wú)摩擦約束（Frictionless Support），目的是為了約束正方體在被壓縮的時(shí)候，兩側(cè)面不發(fā)生向外變形。如果不理解無(wú)摩擦變形，很簡(jiǎn)單通俗的解釋就是所施加的面在法向不分離，切向可滑移。
展開(kāi) 非線性自適應(yīng)（NLAD）網(wǎng)格劃分及應(yīng)用舉例
▲ 初始幾何形狀和網(wǎng)格
▲ 施加強(qiáng)制位移
該案例演示了應(yīng)用非線性網(wǎng)格自適應(yīng)技術(shù)來(lái)消除網(wǎng)格畸變，求解與大變形相關(guān)的問(wèn)題。
柔性橡膠塊在兩個(gè)面具有對(duì)稱性邊界條件，并在底部固定。剛性體放置在柔性塊的頂部，沿y的反方向施加強(qiáng)制位移。它的目標(biāo)是在柔性橡膠塊中下壓15mm。
沒(méi)有非線性自適應(yīng)
在沒(méi)有非線性自適應(yīng)的情況下，網(wǎng)格高度畸變，計(jì)算失真，且不收斂。
自適應(yīng)網(wǎng)格劃分
基于網(wǎng)格質(zhì)量準(zhǔn)則的非線性自適應(yīng)技術(shù)在求解過(guò)程中自動(dòng)優(yōu)化了發(fā)生高度畸變的網(wǎng)格質(zhì)量。通過(guò)幾次重劃分，成功地求解了這種網(wǎng)格畸變的大變形問(wèn)題。
剛性體擠壓橡膠變形的動(dòng)畫(huà)如下所示
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展開(kāi) 精確的飛行器阻力預(yù)測(cè)的 Fidelity Pointwise 和 ISimQ 網(wǎng)格自適應(yīng)
網(wǎng)格單元和網(wǎng)格邊
自適應(yīng)軟件計(jì)算點(diǎn)云目標(biāo)邊長(zhǎng)并將其轉(zhuǎn)發(fā)給 Fidelity Pointwise 網(wǎng)格劃分軟件，并生成改進(jìn)的網(wǎng)格以實(shí)現(xiàn)所需的局部目標(biāo)邊長(zhǎng)分布。自適應(yīng)網(wǎng)格保留了初始用戶定義的網(wǎng)格設(shè)置，最重要的是，邊界層網(wǎng)格劃分策略。自適應(yīng)網(wǎng)格本質(zhì)上符合網(wǎng)格生成器已知的底層幾何形狀。隨著點(diǎn)云數(shù)據(jù)不斷細(xì)化網(wǎng)格，網(wǎng)格質(zhì)量隨著每個(gè)網(wǎng)格自適應(yīng)循環(huán)不斷提高，并且不需要先驗(yàn)選擇“局部細(xì)分”。作為獎(jiǎng)勵(lì)，適應(yīng)過(guò)程自然地識(shí)別和糾正大網(wǎng)格膨脹率的區(qū)域。
整個(gè)過(guò)程在計(jì)算上是高效的，因?yàn)?em>網(wǎng)格僅在局部區(qū)域被細(xì)化。然而，重新啟動(dòng)過(guò)程依賴于高質(zhì)量和自動(dòng)化的插值過(guò)程，將以前的解決方案映射到適應(yīng)的網(wǎng)格上。此功能內(nèi)置于許多 CFD 求解器中。存在“類似多重網(wǎng)格”的效果，其中主要流動(dòng)特征和從一開(kāi)始就調(diào)整流動(dòng)的“艱苦工作”發(fā)生在較粗糙的網(wǎng)格上，計(jì)算量很小。自適應(yīng)的更精細(xì)的網(wǎng)格需要更少的 CFD 模擬迭代，因?yàn)樵?em>自適應(yīng)周期結(jié)束時(shí)網(wǎng)格變化很小。
AeroVehicle 應(yīng)用程序的網(wǎng)格自適應(yīng) - DrivAer
最初，Pointwise 和 ISimQ 驗(yàn)證了渦輪機(jī)械流的自適應(yīng)方法。此處，網(wǎng)格自適應(yīng)技術(shù)應(yīng)用于外部空氣動(dòng)力學(xué)問(wèn)題。2011 年，德國(guó)慕尼黑工業(yè)大學(xué)引入了通用 DrivAer 模型，以縮小簡(jiǎn)化模型與高度復(fù)雜設(shè)計(jì)之間的差距，如圖 2 所示。這種對(duì)稱的封閉式汽車模型采用快背設(shè)計(jì)、標(biāo)準(zhǔn)后視鏡、光滑的車身底部、通用輪輞和無(wú)胎面。
圖 2. DrivAer 幾何模型
使用對(duì)稱模型，ISimQ 只需要模擬一半的幾何體。推動(dòng)適應(yīng)性的流動(dòng)求解器是 Ansys CFX。使用 SST 雙方程模型模擬湍流對(duì)平均流量的影響。初始網(wǎng)格有 160 萬(wàn)個(gè)節(jié)點(diǎn)，最終適應(yīng)的網(wǎng)格有 2440 萬(wàn)個(gè)節(jié)點(diǎn)。圖 3 說(shuō)明了自適應(yīng)循環(huán)開(kāi)始和結(jié)束時(shí)的網(wǎng)格細(xì)化。
圖 3.
展開(kāi) 【免費(fèi)】Workbench中金屬?zèng)_壓成型仿真-自適應(yīng)網(wǎng)格技術(shù)
本實(shí)例主要講解了金屬擠壓成型的模擬仿真，在ANSYS Workbench中由于擠壓成型往往伴隨著大變形，而大變形沒(méi)有顯著的改變零件的形狀，則可以通過(guò)調(diào)整更細(xì)的時(shí)間步和加載力的方式來(lái)取得收斂，比如釣魚(yú)竿的彎曲變形，彈簧的壓縮大變形，但是對(duì)于壓鑄成型一類的仿真，通過(guò)常規(guī)的大變形時(shí)不能實(shí)現(xiàn)的，必然會(huì)導(dǎo)致零件擠壓過(guò)程中網(wǎng)格發(fā)生畸變，導(dǎo)致不收斂，得不到所要的結(jié)果。（公眾號(hào):CAE_ANSYS）
而ANSYS新版本推出的網(wǎng)格自適應(yīng)功能，完美的解決了這一問(wèn)題，將網(wǎng)格在大變形的時(shí)候，單元會(huì)發(fā)生畸變，此時(shí)根據(jù)網(wǎng)格形狀準(zhǔn)則使之重新劃分網(wǎng)格，會(huì)避免網(wǎng)格的畸變，進(jìn)而進(jìn)行后續(xù)計(jì)算，獲取所需要的大變形結(jié)果。
本次實(shí)例采用二維軸對(duì)稱方式選擇片體結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，動(dòng)模在上，向下移動(dòng)，工件受到擠壓變形，中間過(guò)程產(chǎn)生重畫(huà)網(wǎng)格，最終工件達(dá)到所需要的形狀
1.模型
繪制3D模型，然后，提取成片體結(jié)構(gòu)，采用2維的軸對(duì)稱模型，最終的模型如圖所示
2.材料
材料要產(chǎn)生變形，且不可恢復(fù)，所以只能選擇塑形材料，本實(shí)例設(shè)置雙線性塑形材料，如圖所示
3.接觸
接觸采用摩擦或者無(wú)摩擦接觸，可以根據(jù)實(shí)際情況確定，設(shè)置相應(yīng)的邊界位置進(jìn)行接觸
4.邊界條件
上模型移動(dòng)，下模型固定，移動(dòng)距離根據(jù)多次的計(jì)算結(jié)構(gòu)來(lái)確定
5.重畫(huà)網(wǎng)格設(shè)定
重畫(huà)網(wǎng)格的限制條件較多，一般需要大變形打開(kāi)，關(guān)鍵是節(jié)點(diǎn)必須采用低階單元，自適應(yīng)網(wǎng)格設(shè)置如圖所示。
展開(kāi) ANSYS 非線性自適應(yīng)（NLAD）網(wǎng)格劃分及應(yīng)用舉例
在復(fù)雜的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析中，通常很難確定在高應(yīng)力區(qū)域中是否生成適當(dāng)?shù)募?xì)化網(wǎng)格。在做非線性大應(yīng)變分析仿真時(shí)，可能由于單元變形過(guò)大，導(dǎo)致網(wǎng)格畸變，仿真不能收斂。
針對(duì)以上問(wèn)題，ANSYS程序提供了近似的技術(shù)自動(dòng)估計(jì)特定分析類型中因?yàn)?em>網(wǎng)格劃分帶來(lái)的誤差。通過(guò)這種誤差估計(jì)，程序可以確定網(wǎng)格分布是否合適。如果不合適的話，程序?qū)⒏鶕?jù)指定的標(biāo)準(zhǔn)通過(guò)分割、變形或重新排序劃分來(lái)進(jìn)行自動(dòng)更新網(wǎng)格以減少誤差。
這一自動(dòng)估計(jì)網(wǎng)格劃分誤差并細(xì)化更新網(wǎng)格的過(guò)程就叫做自適應(yīng)網(wǎng)格劃分（NLAD）
自適應(yīng)網(wǎng)格劃分的優(yōu)勢(shì)
該功能支持局部和全局重新劃分。它有助于計(jì)算收斂以模擬傳統(tǒng)方法無(wú)法模擬的問(wèn)題，或者用于提高模擬結(jié)果的精度。在求解過(guò)程中，負(fù)載、邊界條件、接觸條件、求解變量等無(wú)縫地轉(zhuǎn)移到新的網(wǎng)格中，不需要用戶輸入。非線性自適應(yīng)網(wǎng)格技術(shù)減少了獲得精確和收斂解所需的時(shí)間和精力。
適用場(chǎng)景舉例
■ 擠壓—坯體由于材料流入模具而發(fā)生過(guò)度變形；
■ 墊圈密封—密封墊圈材料被擠入填充間隙；
■ 斷裂力學(xué)—裂紋尖端區(qū)域的局部高應(yīng)力和高變形場(chǎng)可能導(dǎo)致部件失效。
......
展開(kāi) 
自適應(yīng)網(wǎng)格（ALE）技術(shù)模擬攪拌摩擦焊接
自適應(yīng)網(wǎng)格（ALE）技術(shù)模擬攪拌摩擦焊接
ANSYS網(wǎng)格非線性自適應(yīng)
自適應(yīng)網(wǎng)格技術(shù)是指在數(shù)值計(jì)算過(guò)程中，可以根據(jù)解的變化和需要，計(jì)算網(wǎng)格能自動(dòng)進(jìn)行調(diào)整，以提高數(shù)值計(jì)算效率和精度的技術(shù)。
那么在ANSYS Mechanical中是怎么實(shí)現(xiàn)的呢？如下圖所示
在ANSYS中有4種觸發(fā)非線性自適應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，分別是Energy based，Position based，Mesh quality based，Contact based。
在求解過(guò)程種，當(dāng)定義的標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到時(shí)，網(wǎng)格就會(huì)被分割或者重劃分。在分割過(guò)程中，當(dāng)前的單元會(huì)被分割為一定長(zhǎng)度的單元，在細(xì)化區(qū)域和非細(xì)化區(qū)域會(huì)形成一個(gè)過(guò)度層，對(duì)于3D四面體單元在劃分過(guò)程中會(huì)有形狀拓?fù)浜托拚齺?lái)促進(jìn)網(wǎng)格質(zhì)量變好，對(duì)于2D單元來(lái)說(shuō)在單元分割之后進(jìn)行修正，并且分割功能在Energy based，Position based，Contact based標(biāo)準(zhǔn)下有效。
在APDL和Workbench環(huán)境下均可以進(jìn)行自適應(yīng)網(wǎng)格劃分。在Workbench中只需插入Nonlinear Adaptive Region并設(shè)置Nonlinear Adaptivity Controls，如下圖所示。
下面以一個(gè)例子說(shuō)明網(wǎng)格非線性自適應(yīng)的過(guò)程。
【案例描述】
橡膠密封圈在凹槽當(dāng)中，上面有一個(gè)蓋板向下移動(dòng)15mm擠壓密封圈，蓋板厚度2mm，底座厚度2mm，密封圈橫截面積厚20mm，高40mm，蓋板和底座材料為結(jié)構(gòu)鋼，密封圈材料為橡膠。
【案例過(guò)程】
1）打開(kāi)ANSYS WORKBENCH打開(kāi)WORKBENCH建立靜力學(xué)分析系統(tǒng)，將單位改為Kg，mm，s系列。
2）屬性中修改分析類型為2D，右鍵點(diǎn)擊A3并且打開(kāi)SCDM開(kāi)始建模，具體建模過(guò)程這里省略。
展開(kāi) 技術(shù)分享｜結(jié)構(gòu)網(wǎng)格自適應(yīng)（SAMR）——一種高效的多尺度問(wèn)題解決方案
再如，眾核處理器訪存帶寬提升相對(duì)浮點(diǎn)性能提升而言存在嚴(yán)重滯后，使得傳統(tǒng)網(wǎng)格下的數(shù)值計(jì)算程序嚴(yán)重訪存受限。 </p><p><br></p><p class="ql-align-center"><img src="https://img.jishulink.com/202110/imgs/67ed48483d7441efa101ac35f5dd60da?image_process=/format,webp/quality,q_40" alt="結(jié)構(gòu)網(wǎng)格自適應(yīng)（SAMR）——一種高效的多尺度問(wèn)題解決方案的圖9" width="695"></p><p class="ql-align-center">眾核處理器（GPU）日益嚴(yán)峻的“訪存墻”[5]</p><p> </p><h2 class="ql-align-justify">02 SAMR特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)</h2><p> SAMR的全稱是（block) Structured Adaptive Mesh Refinement (結(jié)構(gòu)網(wǎng)格自適應(yīng))[2][3]，是基于結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格塊的自適應(yīng)加密體系的通稱。 </p><p> 提到SAMR就不得不提自適應(yīng)加密技術(shù)。實(shí)際上，自適應(yīng)加密技術(shù)AMR（Adaptive Mesh Refinement）與網(wǎng)格類型并沒(méi)有綁定關(guān)系，例如在非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格中也可以通過(guò)網(wǎng)格重構(gòu)進(jìn)行自適應(yīng)加密。在數(shù)值計(jì)算實(shí)踐中，基于笛卡爾網(wǎng)格（直角坐標(biāo)網(wǎng)格）自適應(yīng)加密易于生成且可以適應(yīng)復(fù)雜幾何，因此這種技術(shù)組合十分常見(jiàn)。狹義的AMR通常就是指代笛卡爾網(wǎng)格自適應(yīng)加密，下文中不再加以區(qū)分。
展開(kāi) 基于ANSYS經(jīng)典界面的帶孔薄板的自適應(yīng)網(wǎng)格劃分
我們知道，有限元技術(shù)的基本思想是用分片插值來(lái)逼近真實(shí)的函數(shù)。在一般情況下，真實(shí)函數(shù)是什么樣的這很難知道，但是通過(guò)縮小單元尺寸可以越來(lái)越逼近真實(shí)解。上述思想在有限元分析中就體現(xiàn)在加密網(wǎng)格以得到精確解。
為了進(jìn)行網(wǎng)格加密，一般有限元軟件提供了具備網(wǎng)格加密的方式，有些也提供了自適應(yīng)網(wǎng)格劃分方法來(lái)幫助用戶迅速找到收斂解。
本篇博文說(shuō)明ANSYS是如何使用自適應(yīng)網(wǎng)格劃分技術(shù)來(lái)自動(dòng)得到收斂解的。
該例子來(lái)自于《ANSYS機(jī)械工程應(yīng)用精華50例》的第48個(gè)例子。【（第三版），高耀東，劉學(xué)杰主編，電子工業(yè)出版社，2011.】，本文主要對(duì)其加強(qiáng)了顯示部分和講解部分，以便用戶能更清晰地理解其分析過(guò)程。
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【問(wèn)題描述】
一塊帶孔方板，一端固定，另外一端施加分布?jí)毫Γ笃渲械膽?yīng)力分布。
已知方板長(zhǎng)200mm,寬100mm，在正中間鉆一通孔，半徑為10mm。
【問(wèn)題分析】
靜力學(xué)問(wèn)題，平面應(yīng)力，最簡(jiǎn)單的線彈性問(wèn)題。
為了得到問(wèn)題的真實(shí)解，需要細(xì)分網(wǎng)格。
如果對(duì)整體細(xì)分網(wǎng)格，則會(huì)面臨一個(gè)問(wèn)題：在左邊固定端的上下角點(diǎn)處，由于應(yīng)力集中，此處的應(yīng)力會(huì)隨著網(wǎng)格劃分細(xì)密而無(wú)限增大。真正應(yīng)該細(xì)分的是中間空周圍。
如果是手工劃分方式來(lái)細(xì)分網(wǎng)格，也是可行的。不過(guò)這要手工細(xì)分多次，這里使用自適應(yīng)網(wǎng)格劃分方法來(lái)自動(dòng)細(xì)分網(wǎng)格。
為了只對(duì)中間關(guān)注區(qū)域進(jìn)行網(wǎng)格細(xì)分，這里把整個(gè)面分為三部分，然后選中中間一塊面，對(duì)它進(jìn)行自適應(yīng)網(wǎng)格劃分。
計(jì)算的結(jié)果就是收斂的結(jié)果，不需要再次細(xì)分網(wǎng)格。
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