負體積網格
關注創建者：地獄天使 創建時間：2018-06-26
負體積網格的視頻教程
解決fluent動網格負體積—重疊網格技術
fluent的動網格一直是仿真過程的老大難，負體積分分鐘讓我們崩潰，那么拿什么拯救你呢，沒錯————————就是重疊網格！！
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負體積網格的實例教程
圖3 動網格設置
動區域設置如圖 4所示，wall即為中間的這個圓柱，然后這個centerof gravity location指重心位置，一般在旋轉運動中會使用到，這里我們不動它。剩下的Mesh options和Solver options我們都不動它們，下面初始化之后，直接進行動網格預覽，預覽前記得保存case，不然報錯了可就不能動啦。
圖4 動區域設置
5、預覽動網格運動
頻率f=5Hz，周期就是T=0.2s，我們給一個時間步長為T/100，來看看動網格更新的過程。嗯，出現了負體積了。出現了負體積了之后，這個軟件里面的時間就變成了預覽之后的真實時間，必須從新導入之前保存的case data才能重新進行嘗試。
6、負體積的成因
由上面的視頻可以發現，在圓柱運動的過程中，圓柱上方的網格被擠壓的越來越厲害，當圓柱擠壓的程度導致某一些網格線相互重疊交叉，負體積就會出現了，通俗點說就是網格變形的速度跟不上部件移動的速度，導致網格塌陷出現負體積。如圖 5所示，變形后的網格滋到了旁邊的網格里面去了（隨手一畫的）。
圖5 網格變形出現負體積示意
此外，如果網格質量不好，也就是說，本來他質量不怎么好，網格就存在缺陷，存在相互交叉的可能，然后一變形，馬上就壞掉了，因此，網格質量也是一個負體積的原因，要尤其關注生成一套質量高的網格。
7、解決辦法
1) 首先找到負體積的位置
找到負體積出現在哪里，找到病灶，才能治病。有些模型比較簡單，肉眼可見的地方去放大，比如我們這個模型，肯定是在圓柱邊界上方。圖 6為圓柱上方的負體積位置，白色的壁面和綠色的網格先出現了重疊，導致了負體積。
展開 </p><p> </p><p>Q9:負體積和速度超限怎么解決？</p><p>通常的辦法是先檢查你的網格是否發生嚴重的畸變，如果沒有發生，可以適當減小時間步長因子。</p><p> </p><p>Q10:完全重啟動后出現負體積怎么處理啊？solid164單元，由于計算機過程中網格變形很大，于是在計算機到一半時，講網格重新劃分了一下，結果出現很多負體積單元，</p><p>1.出現負體積是一件很痛苦的事情，尤其是算到一半，如果計算的結果已經滿足你想要的數據，勸你不要弄下去了。</p><p>如果，你非要堅持下去，最直接的辦法，重新建模型，調整網格大小，但是這樣并不能保證，一定不會出現負體積。</p><p>自己慢慢摸索吧。高手和凡人的差距往往就體現在劃分網格的水平之上！</p><p> </p><p>Q11:我在做一個沖擊問題，老師出現負體積，怎么辦??？我減小時間步長，減小網格都不行，</p><p>負體積多是網格畸變造成的，和網格質量以及材料、載荷條件都有關系.</p><p>可能的原因和解決的方法大概有幾種:</p><p>1 材料參數設置有問題，</p><p>2 選擇合適的材料模式</p><p>3 沙漏模式的變形積累，</p><p>4 嘗試改為全積分單元</p><p>5 太高的局部接觸力，嘗試調整間隙，</p><p>6 降低接觸剛度或降低時間步</p><p>另外也可以采用ALE或是euler單元算法，用流固耦合功能代替接觸,控制網格質量，例如在承受壓力的單元在受壓方向比其他方向尺寸長滑移網格?</p><p><br></p><p><br></p><p><br></p><p><br></p><p><br></p>
展開 負體積定義：Negative volume
負體積是由于element本身產生大變形造成自我體積的內面跑到外面接著被判斷為負體積。
關于負體積的解決辦法？
負體積多是網格畸變造成的，和網格質量以及材料、載荷條件都有關系。有可能的原因和解決的方法大概有幾種：
（1）材料參數設置有問題，選擇合適的材料模式)
（2）沙漏模式的變形積累，嘗試改為全積分單元
（3）太高的局部接觸力（不要將force施在單一node上，最好分散到幾個node上以pressure的方式等效施加），嘗試調整間隙，降低接觸剛度或降低時間步。
（4）在容易出現大變形的地方將網格refine。
（5）材料換的太軟,是不是也會出現負體積!
（6）另外也可以采用ALE或是euler單元算法，用流固耦合功能代替接觸，控制網格質量。例如在承受壓力的單元在受壓方向比其他方向尺寸長。
（7）嘗試減小時間步長從0.9減小到0.6或更小。
經驗總結：
時間步長急劇變小，可能是因為單元產生了嚴重的畸變而導致的負體積現象，如果采用的是四面體單元，你可以用網格重劃分的方法來解決。如果你采用的是六面體單元，那目前就沒有很有效的方法，可以試一下*ELEMENT_SOLID_EFG，那對機器的要求相對就會比較高了。
Q1:材料負體積解決方法（全面、有效）
材料負體積解決方法
在仿真中，通常有材料的大變形問題，如泡沫材料，由于單元大扭曲而出現了單元負體積，這種情況一般出來在材料失效之前。在沒有網格光滑和網格從劃分的情況下，ls-dyna有一個內部的限制來調節lagrange單元的變形。負體積一般都會導致計算中止，除非你設置時間步長控制中的erode=1和設置終止控制中的dtmin為一非零數，這種情況下，出現負體積的單元將被自動刪除，計算也不會中止。
展開 剛性圓柱體（敏感詞匯無法發表 實際為zidan）沖擊巖石的數值模型計算過程中出現多行：plasticity algorithm did not converge for mat272 for 1 elements，接著提示產生負體積報錯終止計算。
探究問題之前，為了盡快解決參數設置錯誤，建模時用的網格尺寸較大，修修改改后模型可以正常計算了。
當細化巖石網格進行深入分析時，計算卻總是出現上述問題。還請了解該問題的大佬解疑答惑，在此不勝感激。
負體積定義？
負體積是由于element本身產生大變形造成自我體積的內面跑到外面接著被判斷為負體積。
關于負體積的解決辦法？
負體積多是網格畸變造成的，和網格質量以及材料、載荷條件都有關系。有Y&@ n(T4JO
可能的原因和解決的方法大概有幾種：
（1）材料參數設置有問題，選擇合適的材料模式仿真分析,有限元,模擬,計算,力學,航空,航天,ANSYS,MSC,ABAQUS,ALGOR,Adina,COMSOL,FEMLAB,Matlab,Fluentf9P X-T1{*lq\ B i#i
（2）沙漏模式的變形積累，嘗試改為全積分單元www.simwe.comIK2z pU*|
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（3）太高的局部接觸力（不要將force施在單一node上，最好分散到幾個node上以pressure的方式等效施加），嘗試調整間隙，降低接觸剛度或降低時間步。
（4）在容易出現大變形的地方將網格refine。SimWe仿真論壇$eK&y)W;R C-Op
（5）材料換的太軟,是不是也會出現負體積!
（6）另外也可以采用ALE或是euler單元算法，用流固耦合功能代替接觸，控制網格質量。例如在承受壓力的單元在受壓方向比其他方向尺寸長。仿真分析,有限元,模擬,計算,力學,航空,航天,ANSYS,MSC,ABAQUS,ALGOR,Adina,COMSOL,FEMLAB,Matlab,Fluent/J)Zq0?3x R W#Aph
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（7）嘗試減小時間步長從0.9減小到0.6或更小。JrXHk)C7Bc
經驗總結：
時間步長急劇變小，可能是因為單元產生了嚴重的畸變而導致的負體積現象，如果采用的是四面體單元，你可以用網格重劃分的方法來解決。
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負體積網格的最新內容
算例成功復現了圓柱體入水過程中的空泡演化、入水沖擊載荷突變以及結構體的動態應變響應，解決了FSI計算中常見的“網格負體積”與“耦合面數據傳遞發散”問題。
2. 核心技術亮點
? 雙向耦合機制 (2-Way FSI)：實現流體壓力場與固體位移場的實時雙向數據交換，非單向弱耦合。
? 動態網格技術：采用 重疊網格技術處理圓柱體的高速大位移運動，有效避免動網格重構導致的質量下降。
若存在負體積網格，需調整局部尺寸或重新劃分。
2.2 命名選擇（Named Selections）
關鍵命名組定義
Inlet：選擇流體域前端面，指定為速度入口。
Outlet：選擇流體域后端面，指定為壓力出口。
Blade：隱藏其他部件后框選所有葉片表面，指定為固定溫度邊界。
</p><p>負體積多是網格畸變造成的，和網格質量以及材料、載荷條件都有關系。
■ 網格：
① 新增針對組件對象的網格劃分功能，可以對裝配體一鍵劃分網格；
② 優化二階體網格的生成算法，避免產生負體積網格；
③ 支持輸出網格模型的統計信息。
■ 分析：
① 優化力的施加方式，支持對面、體對象施加總合力，由求解器自動進行均布載荷計算；
② 新增場輸出和歷程輸出設定選項，用戶可根據分析需求增減輸出變量、范圍和頻次。
五、fluent 計算
雙擊A4，打開Fluent，保持默認設置，按照流程樹逐項進行設置，首先在general 面板中，單擊Scale，設置視圖中的單位為mm，緊接著單擊check，檢查網格，確定網格沒有負體積
?P-FSI和DC-FSI的流體都要求是瞬態計算，估算時間步長，既要滿足振動最高頻率的要求，還要滿足一個時間步內網格變形量不能過大（否則造成CFD網格負體積而發散）。
?避免在一個時間步內傳遞很大的力給OptiStruct，或反之，在一個時間步內傳遞很大的位移給AcuSolve?？梢酝ㄟ^增加一個Multiplier的方法分步加載，提高FSI耦合計算的收斂穩定性。
檢查網格質量，無負體積網格，網格質量較好。
可以創建
衍生零部件—閾值
，
對
網格細節進行查看
。
wx_fmt=png"></p><p class="ql-align-center">圖4.顯示界面幾何圖形</p><p> 3. check網格：所謂check網格，實際上就是對網格進行檢查，Fluent不允許出現負體積，因此一般只是單擊check，然后在控制臺查看是否有負體積即可。如果網格劃分沒有問題，這一步也不會有問題。
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前處理方便，實云流體仿真軟件使用笛卡爾網格，計算過程中網格始終保持不變，不需要使用動網格技術，避免了因為網格質量、動網格設置、時間步長引起的計算發散或者網格負體積
流體區域的整體網格尺寸為1 mm，并對會產生數據耦合交互以及間隙較小的面進行了局部網格加密，提高計算精度，確保數據進行更好的交互且避免網格重構時扭曲度過大，產生負體積。為了驗證網格的無關性，采用三種網格劃分模型其參數如表2所示。不同Case開啟初期階段入口特征點壓力值。
