多域網格劃分的案例
Fluent meshing（四十四）多域網格網格
今天我們主要給大家帶來 Fluent Meshing 中的多域（Multizone）網格。
1
多域（Multizone）網格
為了為復雜的幾何配置創建純（六邊形）網格，有時可能會被迫手動將幾何體分解或切片為單獨的實體（這說明多域網格的劃分有時需要人為的在幾何階段進行幾何切分）。然而，多區域網格方法（“多區域”）可以讓用戶在幾何體的所有區域創建純六邊形網格，自動將幾何體分解為單獨的實體。
多域網格的劃分一定要注意幾何的切分，因為切分方式決定網格的劃分效果。注意多域網格網格是在幾何描述階段進行的，詳細見圖 1.
圖1 描述幾何（Describe Geometry）
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多區域網格的填充方式
Fluent Meshing 多域網格的填充方式有 4 種，分別是六面體平鋪（Hex-Pave）、六面體映射（Hex-Map）、棱柱（Prism）、混合（Mixed）。下面是具體的填充方式：
六面體平鋪（Hex-Pave）：使用六面體網格填充選定區域。所有連接的區域必須使用相同的體積填充類型。如果設置不同，區域填充類型將自動設置為使用此填充類型。
六面體映射（Hex-Map）：使用六面體網格單元填充選定區域。
棱柱單元（Prism）：用棱鏡元素填充選定區域。
混合（Mixed）：除了一些棱鏡棱柱網格單元外，還用六面體網格填充選定的區域。
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ANSYS-Meshing網格劃分教程-08多區域劃分網格
02 進入meshing模塊，設置如下：
generate mesh，劃分網格
03 設置膨脹層（邊界層）
generate mesh，劃分網格
blockandpipes.7z
ANSYS-Meshing網格劃分教程-08多區域劃分網格2
02 進入meshing模塊，設置如下：
generate mesh，劃分網格
2-pipe-tank.7z
解決多相材料界面網格劃分難問題-像素網格法-原創帖
對于多相材料界面網格劃分難的問題，上個帖子介紹了自適應界面網格法，也給出了方法和技巧，本章再介紹一種規則網格法，即像素網格法。
而這個方法又分為兩種情況：
1 基于在軟件中建立的理想多相結構；
2 基于SEM圖片（不限于）的真實多相結構；
把第一種情況下建立好的模型截圖保存就成為了簡單的第二種情況，因此，第一種情況其實也可以采用第二種情況下的解決辦法進行處理的。
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第一種情況：基于在軟件中建立的理想多相結構
在軟件中建立的幾何模型，往往不像拍出來的真實圖片，不含有多余的結構，而且模型都是符合一定規則的有序排列組成（即便是隨機分布），所以我們可以通過自己編程/現有軟件對模型可以劃分出規則的全部六面體網格。
解決方法1：基于Dig（2d模型好像不行）/flac2d或3d
解決方法2：自己編寫程序或插件
解決方法3：基于oof2軟件
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第二種情況：基于SEM圖片（不限于）的真實多相結構
解決方法1：自己編寫程序或插件
解決方法2：基于oof2/3D軟件
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展開 解決多相材料界面網格劃分難問題-界面自適應網格-原創帖
在平時做的科研/項目中往往會遇到兩相或多相材料，對于二維模型而言，在ABAQUS中進行網格劃分還是可以完成的，但是對于三維模型這樣的工作量往往是非常大的，或者有時候是難以企及的，浪費大量的時間，消磨人的耐心，在當前軟件中完不成的工作，大部分人當然會想到借助于第三方軟件Hypermesh/Ansa等網格劃分軟件來完成，但是這又存在一個熟練陌生軟件的過程，還有不同軟件之間的接口導入導出問題，在此不做過多討論。
為了實現多相材料界面的網格劃分，當前文章我們采用自適應網格（自動調整界面網格）方法，這個可以:
1 自己編程實現（參考：基于圖像的自適應有限元網格劃分方法）；
2 借助于現有軟件實現（OOF2/3D軟件）；
oof2-2.1.12.tar.gz
3 也有一些插件可以實現（Im2mesh (2D image to triangular meshes)類似于OOF2的MATLAB插件）；
im2mesh 1.76.zip
三者功能原理基本相同，那我們肯定選擇現有軟件OOF2/3D（能省則省），在此重點介紹一下OOF2：
它是一款面向對象的有限元軟件，可以基于真實形貌圖片建立有限元模型，更可實現對微觀結構大部分細節的捕捉，而且在OOF2的2.0以上版本中可以直接輸出.inp文件，導入到ABAQUS中進行計算和材料性能評估。
展開 SolidWorks多實體模型導入COMSOL劃分六面體網格技巧 ￥10
尤其是運用SolidWorks的多實體建模技巧與COMSOL</span><span style="font-family:'Calibri';font-size:12.0pt;white-space:pre-wrap;">的“</span><span style="font-family:'Calibri';font-size:12.0pt;font-weight:bold;white-space:pre-wrap;">對象分割</span><span style="font-family:'Calibri';font-size:12.0pt;white-space:pre-wrap;">”工具的使用</span><span style="font-family:'Calibri';font-size:12.0pt;white-space:pre-wrap;">技巧結合，借用了其他軟件塊體網格劃分思想，</span><span style="font-family:'Calibri';font-size:12.0pt;white-space:pre-wrap;">以</span><span style="font-family:'Calibri';font-size:12.0pt;white-space:pre-wrap;">橢球體進行六面體網格的劃分</span><span style="font-family:'Calibri';font-size:12.0pt;white-space:pre-wrap;">為例</span><span style="font-family:'Calibri';font-size:12.0pt;white-space:pre-wrap;">，以此例啟發COMSOL對復雜模型進行六面體網格劃分的思路。
展開 CFD網格劃分應該要多密？
畫流體網格時，需要我們確定網格單元尺度，尤其是邊界層網格的尺度，為解決上述問題，今天先從以下三個方面作說明：
為得到準確求解結果，y+應該取多大?
為得到目標y+，網格單元應該取多大？
若計算得到y+不合理，如何進行優化？
Y+應該取多大？
y+為無量綱壁面高度，為了使剪切力計算準確，一般取y+<5或30<y+<200。
如下圖所示，黑色曲線為壁面附近速度變化曲線，藍色和綠色線分別為采用壁面函數擬合的曲線，可以看到在Buffer layer區域擬合的并不好，因此y+一般取在Viscous layer或Log-law region區域，即y+<5或30<y+<200。
網格單元應該取多大？
當確定了y+的目標值后，然后就到了網格劃分實際操作部分了，首先就需要確定邊界層第一層網格高度。如下圖所示，yp為第一層網格中心節點到壁面
的距離，yp與y+的關系為
其中μ、ρ分別為流體動力粘度、密度，uτ為壁面摩擦速度，τw為壁面摩擦力。因此若要求得yp，由于其他參數已知，只要求得壁面摩擦力τw即可。
那么如何求得壁面摩擦力τw呢？目前τw的計算公式有好多種，一種常用的公式是利用平板流實驗得到的公式，需要注意的是τw的準確程度要求并不是那么高，這是由于后續我們還會根據計算求得的y+繼續對網格作可能的調整。
τw計算過程如下：
計算Re數
其中ρ、μ分別為流體密度及動力粘度，U、L分別為特征速度（一般為自由流速度）、特征長度。
展開 WB14.0六面體網格劃分算例（多個大小圓角）
可六面體網格的劃分，作為一種有限元仿真的基本技能，還需掌握。以下面的例子，對六面體網格劃分，進行探討，歡迎論壇中的朋友 討論，以共同進步！
模型如下：
SYS-1.rar
這種類似于三通類型的曲面模型，是網格劃分中比較典型的模型，因為有相貫線，所以劃分六面體網格比較麻煩。先利用WB自帶的網格劃分工具，對模型進行合理的剖分，剖分出能夠進行掃掠 劃分的模型，然后形成多體部件體。劃分效果如下：
網格劃分的具體步驟不再累述，詳細劃分方法參照模型文件。
SYS-01.rar
然而，最近正在學習ICEM，號稱世界上最好的網格劃分工具，能夠實現任意模型的全六面體網格劃分，這個軟件的優劣且不去爭論。總的來說，功能還是比較強大，具體的運用效果，要看個人的熟練程度。學習了近一個多月，今天以此作為練習，以饗讀者。歡迎大家討論。
網格劃分無止境，我們要畫出盡善盡美的網格。
ICEM的優點是，不需要對模型進行剖分，這樣，避免了不合理的剖分造成剖分位置應力相對集中的情況發生，另一個優點，能夠實現全六面體。
缺點也有，比較耗時，花了近三個小時劃分，另外，單元和節點可以傳遞到WB中，但幾何模型傳遞比較麻煩，也就是無縫對接方面，ICEM和WB之間還不夠完美。雖然論壇中也有不少技巧，可這些技巧對簡單的模型還可以，模型如果復雜，就會出現反復調用ICEM的問題。所以，提前定義面組，這樣傳遞單元和節點，利用WB進行仿真計算。
展開 使用im2mesh和oof2進行多相界面網格劃分比較-原創帖
經過近幾天的探索，發現im2mesh采用三角形網格劃分對多相界面的網格處理能力較強，而oof2也具備這樣的能力，但是需要經過多次的網格細化、像素點捕捉、分裂、光滑等一系列操作。
但oof2具備獲得純三角形、純四邊形、三角形和四邊形混合網格的能力，這是im2mesh所不具備的，
1. 對于特別復雜的模型可以使用im2mesh或oof2進行純三角形網格劃分，或者也可以使用oof2進行純四邊形單元網格劃分；
2. 對于不是很復雜的模型可以使用im2mesh進行純三角形單元網格劃分，或者也可以使用oof2進行四邊形和三角形混合單元網格劃分；
3.im2mesh和oof2都對于黑白二值化的圖片有較高的效率；
4.如果是RGB圖，在im2mesh中都是要先處理為灰度圖或黑白二值化圖，注意：im2mesh有將灰度圖轉變為有限元網格的能力，但是效率著實不高，所以im2mesh很多時候都采用黑白二值化圖片；
5.由于im2mesh處理多種顏色的灰度圖能力有限，所以如果一個圖片中的顏色超過三種以上，那么采用oof2進行處理效果更高，或者將圖片處理為黑白二值化圖，在im2mesh或oof2中處理都可以；
6.如果要獲得像素網格，oof2可以做到，im2mesh不能做到；
7.最好在ps中把相近色區域都改為一種顏色，這樣可以更加方便在im2mesh或oof2中進行處理，大大提高處理效率，如下圖共包含四種單色：黑、白、灰、淺灰，而實際這個熊貓圖片的任何一個區域都是灰色過渡，如果不提前對圖片進行區域顏色處理，則在im2mesh中處理效率非常低，同時在oof2中創建像素集合也會更困難。
8.圖片像素尺寸不要太大了，否則在im2mesh中處理起來速度也慢。
展開 Simufact.welding系列之——多層多道混合焊接/Hypermesh網格劃分CAD文件
CAD DATE.rar
ANSYS Workbench顯式動力學實例 | PVB玻璃的沖擊仿真
4.設置連接關系：玻璃夾層之間直接共享拓撲，無需建立接觸對連接，只需要指定鋼球與玻璃間的相互作用關系即可
5.劃分網格：采用多域網格劃分形式，設置玻璃各夾層網格大小為2mm，劃分好網格如下圖所示。
6.設置邊界條件：對玻璃底部四個邊界施加固定約束，給定鋼球的初始速度為1m/s。
7.求解：計算時間為0.005s
8.結果后處理：提取出整體及各部分的應力隨時間的變化曲線以及各部分應力分布情況。
圖1 整體應力變化曲線
圖2 接觸力變化
圖3 最大等效應力云圖
圖4 位移云圖
圖5 PVB層應力云圖
圖6 玻璃層應力云圖
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結論
碰撞沖擊后產生“震蕩”耗散能量。
每一層最大應力值都發生在碰撞瞬間。玻璃層應力值最大，PVB層應力值較小。
主要是因為夾層玻璃受沖擊時，玻璃表現為彈性段內的脆性失效。對于PVB，則主要表現為動態拉伸下的大變形。
本次計算未考慮材料非線性影響。
來源：ANSYS學習與應用公眾號，版權歸作者所有。
展開 Fluent Meshing 高級應用進階培訓
(2)以 cfd_surface_mesh方式導入CAD模型
(3)面網格編輯功能詳解
(4)基于object多域網格劃分介紹
(5)案例練習
第二天
(6)幾何編輯
(7)包面功能
(8)體網格劃分技術
(9)案例練習
(10)Q&A
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ANSYS workbench關于如何選擇劃分網格的方式，各有什么特點？
關于workbench網格劃分的方法和差別，各有什么特點呢？
一般情況下，對于空間物體而言，我們應當盡量使用六面體網格。當對象是一個簡單的規則體時，使用掃掠網格劃分是合適的；當對象是對個簡單的規則體組成時，使用多域掃掠網格劃分是合適的；接著盡量使用六面體主導的方式，它會在外層形成六面體網格，而在心部填充四面體網格。
四面體網格是最后的選擇。其中如果要忽略一些小細節，如倒角，小孔等，則使用patch independent算法;如果要要考慮一些小細節，則使用patch conforming算法。
至于自動網格劃分，是最傻瓜化的方式，一般對于初學者適用。
例如：
（1）用掃掠網格劃分。
對整個構件使用sweep方式劃分網格。（失敗）
該方法只能針對規則的形體（只有單一的源面和目標面）進行網格劃分。
（2）使用多域掃掠型網格劃分。
可見ANSYS把該構件自動分成了多個規則區域，而對每一個區域使用掃略網格劃分，得到了很規則的六面體網格。這是最合適的網格劃分方法。
（3）使用四面體網格劃分方法。
使用四面體網格劃分，且使用patch conforming算法。可見，該方式得到的網格都是四面體網格。且在倒角處網格比較細密。
使用四面體網格劃分，但是使用patch independent算法。忽略細節。此時得到的仍舊是四面體網格，但是倒角處并沒有特別處理
（4）使用自動網格劃分方法。
該方法實際上是在四面體網格和掃掠網格之間自動切換。當能夠掃掠時，就用掃掠網格劃分；當不能用掃掠網格劃分時，就用四面體。這里不能用掃掠網格，所以使用了四面體網格。
（5）使用六面體主導的網格劃分方法。
該方法在表面用六面體單元，而在內部也盡量用六面體單元，當無法用六面體單元時，就用四面體單元填充。
展開 網格劃分順序對網格質量有影響嗎？
由于整個幾何結構在一個操作中進行網格劃分，因此內部邊界上的網格比以前細得多，從而使窄區域中的單元質量更好。
總結
綜上所述，我們已經看到，網格劃分序列中的操作順序會對最終網格產生影響，這是因為生成的網格是固定的，所以來自前一個操作節點的任何網格都是后續操作的基礎。最佳的做法是使用盡可能少的操作，并添加全局或局部大小節點。此外，如果您需要在序列中進行多個操作（例如，想要使用不同的單元類型），考慮它們的順序非常重要。
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