最小單元尺寸的案例
【HyperMesh寶典】之BatchMesher上
最小單元尺寸和最大單元尺寸的范圍要足夠大，常用的最小單元尺寸是目標單元尺寸的25%左右，最大單元尺寸是目標單元尺寸的兩倍左右。這樣得到的網格劃分結果更好，適當減小最小單元尺寸可以獲得更好的網格。
Use min length from time step calculator只用于顯式分析的網格。顯式分析時候對最小單元尺寸有明確要求，但是由于timestep還取決于很多網格尺寸以外的參數，所以這里的結果只是個給定材料條件下的大概值。
一般即使不選擇三角形百分比控制，BatchMesher也會盡量控制三角形數量，所以通常的做法是不選該項目，這樣得到的網格流向更好。
翹曲對網格劃分有較大影響，一般推薦值是20~25度。設置太小的翹曲值會導致大量四邊形被切割成三角形或者節點脫離幾何面。
單元質量只是實際單元偏離理想形狀程度的一種度量，不同的求解器會有不同的定義。HyperMesh的單元質量計算方法盡可能與主流的求解器保持一致，用戶也可以在上圖中為不同的質量檢查項目選擇不同的計算方法。
2D單元部分質量檢查項目的hm計算方法如下表（某些指標有多種計算方法，只列出其中一種）：
? Aspect Ratio縱橫比：最長邊與最短邊或者頂點到對邊最短距離（最小標準化高度）的比值。
? Chordal Deviation弦差：近似直線段與實際曲線的最短垂向距離
? Interior Angles內角：三角形和四邊形的內角
? Jacobian雅可比：雅可比反映了單元偏離其理想形狀的程度。雅可比的取值范圍為0.0到1.0, 雅可比矩陣的行列式關系到單元從參數空間到全局坐標空間的轉換。
HyperMesh在單元的每個高斯積分點或者單元的頂點計算雅可比矩陣,并報告每個單元最小值和最大值之比。
展開 【HyperMesh寶典】之BatchMesher(下)
在孔周圍應定義偶數個單元并滿足最小單元尺寸的要求，并盡量使孔邊的單元尺寸接近目標單元尺寸。
測試幾何如下：
結果如下：
五、翻邊識別與控制：
很多鈑金件邊緣都有翻邊，翻邊通常都是平的，網格劃分時建議在翻邊寬度上至少使用兩排單元。單元的實際排數是BatchMesher內部通過對最小和最大元素大小的限制以及縱橫比來確定的。
最大翻邊寬度的合理上限是（N+1.5）倍單元尺寸，其中N是整個翻邊的單元排數。類似地，一個合理的下限是最小單元尺寸的2倍。如果看到類似下圖中藍顏色的數字，說明翻邊最小尺寸不合適，需要調整。
常見的翻邊網格如下圖，可以看到，BatchMesher為了保證翻邊的單元排數，在翻邊位置布了很多硬點。
六、其它選項
除了以上設置，BatchMesher還有許多的的其它設置，都歸為other options
1、刪除重復曲面
通常保持默認設置即可，相當于defeature面板duplicates的功能。
2、Edges equivalencing設置，相當于edge edit面板中equivalence功能
通常保持默認設置即可。
展開 DYNA縮短計算時間可以采用的方法
主要可從這幾方面下手： 1.網格尺寸 2.質量縮放 3.單元算法 4.接觸控制 5.并行計算
1.dyna時間步長直接跟網格尺寸有關，時間步長由全局模型最小單元尺寸決定，最小單元尺寸越小時間步長越長 算的時間越長 這就說明我們在處理網格的時候對于顯式算法而言 網格要盡量均勻，不要有過小的單元存在；
2.質量縮放 dyna允許在計算中使用質量縮放控制最小時間步長，如果程序計算的時間步長過小，則可以用質量縮放，當要求質量縮放時候，就要調整單元密度達到用戶需要的時間步長；
3.單元算法 dyna單元算法有縮減積分和全積分之分 縮減積分較全積分而言計算要快，但是會存在沙漏現象，而全積分單元存在體積鎖死的問題所以要結合實際問題選擇;
4.接觸控制 dyna中大量應用自動雙面接觸 ，雙面算法的好處是不需要用戶判斷接觸主從面 程序會雙向探測接觸行為這樣算的時間就是單面算法的兩倍，如果用戶可以判斷主從面就可以使用單面接觸以減少時間;
5.想提高計算速度當然也和機器硬件有很大關系。內存越大、cpu主頻越高、并行的cpu個數越多，都能極大的提高計算速度。
展開 銅管束接的最小插入尺寸和與銅管之間的距離
銅管束接的最小插入尺寸和與銅管之間的距離應滿足表5.4.5的要求，焊接應采用充氮焊接，焊接的部位應清潔、脫脂。
表5.4.5 銅管束接的最小插入尺寸和與銅管之間的距離(mm)
引自：《 多聯機空調系統工程技術規程 JGJ174-2010》
HyperMesh中畫網格修改最小網格尺寸限制
有時候畫網格發現想要設置的網格尺寸比較小，修改后恢復到系統默認的一個值。那么如何調整這個最小網格尺寸的默認值呢？那就是修改節點識別容差，但是不建議太小比如整體劃分到0.001這種，可以考慮換單位制。如果只是局部細化調整節點容差就行。
具體的操作就是：
容差調整應該在菜單欄preference下的Meshing Options，然后如圖設置
Abaqus準靜態小例子: 能量平衡、質量放大
2 質量放大技術，
利用中心差分法求解時，解的穩定性是時間步長t必須小于該問題求解方程性質中某個臨近值t1—聲波通過該單元的時間.
網格中的最小單元尺寸將決定t1的大小，網格尺寸越小，t1越小從而使計算量越大。t1還可以表示成，t1=L/C ，其中C=sqrt（E/P）—聲波的傳輸速度
P是材料的密度，E是彈性模量，泊松比假設為0.從這個方程上我們可以看出，如果網格中某個單元的尺寸過小，計算量將會產生不合理的增加。如果我們將材料密度認為的增加f^2倍，波速C就會降低f倍，臨界穩定時間t1就會增加f倍。所需要的時間就會相應的減少。對質量縮放的部分，最好是集中在單元尺寸小的網格上。
3，能量平衡
評估模擬是否產生了正確的準靜態響應，當模型太復雜時，單純的通過應力作用不明顯，通常的作法是通過對比能量的角度，能量平衡方程式：
E1+EV+EKE+EFD-EW=Etotal=constant
其中E1是內能增量（包括彈性和塑性應變能），EV是粘性耗散吸收的能量，EKE是系統的動能，EFD是摩擦耗散的能量，EW是外力作的功，Etotal系統中的總能量。從這個方程中可以看出，當系統的動能不超過內能的一個小的比例時（5%—10%）就可以簡單的認為是一個準靜態響應。如果模擬的結果發現動能占的比例太大，一般的作法是將加大加載時間，也可以利用質量放大技術。
展開 PDC多齒破巖仿真
1.1 PDC切削齒和巖石幾何模型與裝配
PDC切削齒的直徑Φ為13.44mm，采用兩齒進行建模；巖石尺寸為100mm×50mm×50mm（長×寬×高）。二者均在SOLIDWORKS進行三維幾何建模，并保存為Parasolid文件，導入到ABAQUS2017中。此外，PDC切削齒的切削深度設置為2mm，切削齒的前傾角及側轉角均為20度，兩個PDC切削齒中心間的距離為12mm。切削齒和巖石的裝配如圖#所示。
1.2 PDC切削齒和巖石網格劃分
PDC切削齒和巖石的網格劃分如圖#所示，二者均采用四面體網格進行劃分，PDC切削齒的網格數量為5241個，最小單元尺寸為0.263mm；巖石的網格數量140391，最小單元尺寸為0.268mm。單元類型選擇為四節點熱耦合四面體單元C3D4T，采用線性位移和線性溫度進行迭代計算。其中，巖石被加工區域以及PDC切削齒底端進行了網格細化，以保證計算的精確性。
1.3 PDC切削齒和巖石邊界條件設定
(1) 位移邊界條件
在有限元建模過程中，根據實際工況選擇將巖石底端進行固定約束，限制其六個方向自由度，如圖#所示。
(2) 約束條件
實際破巖過程中，PDC切削齒剛度遠大于巖石剛度，故可將PDC切削齒簡化為剛體，并施加剛性約束。在ABAQUS中，創建切削齒的體單元集合，并設置切削齒參考點以替代剛體的運動，將參考點與體單元集合進行耦合，如圖#所示。
(3) 速度邊界條件
由于將兩個PDC切削齒均設為剛體，且只與一個參考點RP-1進行耦合，故速度邊界條件只需施加在RP-1參考點上，如圖#所示。利用RP-1參考點沿X軸正向的運動來帶動兩個PDC切削齒的破巖運動，其速度大小設置為2000mm/s。
展開 RTM-Worx——先進的樹脂模注工藝仿真軟件
RTM-Worx也可以直接從其他建模應用軟件中直接導入現成的模型數據，目前這項功能支持的文件格式有： ☆AutoCAD DXF；包括二維和三維模型文件，最高支持到其r14版； ☆PATRAN Neutral格式文件（將單元網格轉換為RTM-Worx面模型）； ☆PATRAN層壓板鋪層文件（單獨提供）； ☆STL文件，包括二進制和ASCII格式； ☆C-Mold網格文件（*.fem, 將單元網格轉換為RTM-Worx面模型）； ☆SEPRAN網格文件（*. msh），包括連接單元； ☆全面支持7模型數據文件（.pi7）。 2.快速有限元網格劃分技術 RTM-Worx應用有限元法仿真分析樹脂注塑過程，該軟件能夠快速自動地將幾何模型劃分為有限元網格，其中導流槽劃分為一維單元，模型的平面結構被劃分為二維三角元，在P4電腦中幾秒鐘就可以劃分出上萬個三角元。單元網格的劃分密度除了可以由最大單元尺寸、最小單元尺寸和控制點密度等參數控制之外，RTM-Worx還提供如下有限元網格工具： ☆Coarse mesh：稀疏網格，生成盡可能少的網格數目，主要用于粗略分析； ☆Uniform mesh：等大小網格，生成所有網格的尺寸幾近相等； ☆10% of model：最大網格尺寸為包裹整個幾何模型圓球半徑的10%； ☆Double minimum size：將最小單元尺寸增加一倍； ☆Halve maximum size：將最大單元尺寸縮小一倍。 通過調整上述各個參數，加之RTM-Worx計算速度相當迅速，使用者方便地修改有限元單元尺寸以便調整計算精度。
展開 關于質量縮放
顯式時間積分的最小時間步長由最小單元長度 和音速C決定（例子為二維連續體）。注意到對于一個給定的材料特性，模型中最小時間步長 是由最小單元尺寸控制的。并且，對于給定的網格，
取決于音速，它是材料性質的函數（密度、彈性模量和泊松比）。在模型中用 EDTP
命令來檢查最小時間步長。
在ANSYS/LS-DYNA程序中，可以在分析中通過包括質量縮放來控制最小時間步長。如果程序計算出時間步太小，則須用質量縮放。當要求質量縮放時，就要調整單元密度以達到用戶規定的時間步長。
在ANSYS/LS-DYNA程序中用 EDCTS
命令定義質量縮放，使用該命令時，根據給定的DTMS值而決定施加質量縮放的兩種方法之一；
·DTMS>0，所有的單元采用同樣的時間步長，質量縮放加到全部單元上。
·DTMS<0，質量縮放僅加到計算時間步長小于DTMS的單元上。
在以上兩種方法中，第二種方法更有效并建議使用。雖然質量縮放可能會輕微地增加模型質量和改變質心位置，然而所節省的CPU時間足以讓這些誤差顯得微不足道。例如，使用質量縮放，節省50％的CPU時間，而只會增加0.001％質量。必須注意，不要模型增加過多的質量，它將對慣性影響顯著。
單元計算的時間步大小乘以比例因子（通常為0.9），用戶輸入的質量縮放參數在縮放之前會影響時間步長，在質量縮放之后控制時間步長，采用 EDCTS
命令的TSSFAC參數。
展開 基于全多面體網格的無人機復雜裝配體流場建模——Fluent Meshing精細劃分技術實踐 ￥19.89
網格尺寸控制是提升計算精度的關鍵環節。在Size Function中設置全局基礎尺寸為機翼弦長的1/20（約15mm），針對機翼前緣（曲率半徑2mm）、翼梢小翼（高度50mm）等特征區域，啟用曲率自適應加密功能，設置最小單元尺寸0.5mm，曲率法向增長率1.2。
邊界層網格構建時，在機翼表面設置5層棱柱層，首層高度0.01mm保證Y+<1，膨脹比1.2，總厚度占邊界層位移厚度的80%，該設置能精確捕捉翼型表面的流動分離現象。
最終體網格生成階段采用Poly網格類型，在機翼表面10mm范圍內生成多面體邊界層，邊界層區域使用棱柱層主導網格。
針對展弦比達8的細長機翼，開啟Aspect Ratio Control將最大長寬比限制在25以內。完成約65萬網格生成后，通過Mesh Quality檢查模塊驗證正交質量（Orthogonal Quality>0.15）、面網格增長率（<1.5）等指標，對診斷出的0.05%負體積單元采用Smooth工具進行局部重構。
本案例生成的網格在3°-15°攻角范圍內均能穩定收斂，翼尖渦結構分辨率達到λ2準則的識別要求，為后續氣動特性分析奠定了可靠的數值基礎。
如需獲得操作視頻、幾何模型文件、網格文件等，請購買并下載。
展開 液壓集成塊的輕量化實踐
嗯，電腦性能不太好，最小單元尺寸給的比較大，不過還好。
接下來是再建模，以下為重構完的部分，總重量降低了大約68%。
我們可以使用Inspire中的PolyNurbs建模模塊來做，或者直接使用網格光滑技術，進行快速建模。
可見，Inspire 軟件在概念設計和創意設計初期是非常高效的，能快速幫助我們獲得設計靈感。
Abaqus隨機球體三維建模插件 ￥98
插件可用于構建球體骨料混凝土細觀、隨機彈丸、泡沫混凝土、多孔結構模型等，可設置模型的尺寸、球體的粒徑分布、球體比例等參數。
模型說明
插件采用部件（Part）裝配方式，分別建立隨機分布的球體及帶有孔洞的長方體部件，并進行模型裝配。
插件建立的模型中每個球體為一個獨立的部件，且插件已對所有球體進行空材料的指派，用戶可批量更改球體的截面屬性。
模型中所有球體可以批量進行網格劃分，方便用戶使用。
注意，插件僅完成了幾何部件的裝配操作，并未指定材料屬性、分析步、相互作用、載荷、網格等，此部分內容需要用戶根據模擬內容自行設置。
參數說明
Length、Width、Height：設置模型的長寬高尺寸，分別對應坐標軸x， y，z方向。單位全局統一即可。
Radius_Max、Radius _Mid、Radius _Min：大中小三種粒徑球體的半徑分布區間。粒徑區間設置可連續也可不連續，可指定所有粒徑大小一致。
Ratio：當前組球體占所有球體的比例，比例為體積比。
Volume ratio：所有球體的體積占長方形體積的比例。
Gap_min：球體之間可能存在的最小間距，本參數設置是為了防止球體之間距離過小造成模型中存在小邊，而影響到后期的網格劃分，此參數設置建議大于外側長方體的最小單元尺寸。
Timeout：最大投放次數，模型采用隨機投放算法，達到設定的投放嘗試次數后停止。此參數若設置過小可能會達不到設定的球體百分比，應根據球體數量適當調整。
適用版本
插件可運行在Windows10、11系統上，支持Abaqus2024及以上版本。
展開 Fidelity Pointwise：控制單元尺寸分級以獲得所需的 CFD 解決方案精度
因此，網格單元尺寸在整個計算域中變化是至關重要的，在邊界層區域、無滑移壁和其他需要更高分辨率的流動特征中使用更精細的單元；更大的單元被用于其他地方以提高計算效率。另一個要求是單元尺寸必須從細到粗平滑地混合。
保真逐點像元尺寸分級的設計因素
Fidelity Pointwise 中的局部元素尺寸分級要考慮的三個設計因素是 -
網格控制：在 Fidelity Pointwise 等自下而上的網格生成器中，體積網格劃分確實是一個邊界值問題 - 體積網格的單元尺寸由表面元素尺寸和用戶可控的混合函數驅動。對單元尺寸分級的任何額外控制都必須順利地集成到自下而上的范例中。
網格穩健性：單元尺寸分級方法必須適用于相關長度尺度在幾何和流動物理驅動下變化六個或更多數量級的網格。此類網格的示例包括完全附加的飛機和潛艇的粘性模擬。
網格質量：單元尺寸、形狀和漸變不得對流求解器的收斂或求解精度產生負面影響。
單元尺寸分級的不同方法
以自下而上的方法對網格單元尺寸進行分級的最簡單方法是通過網格的拓撲；將單元大小漸變應用于網格的邊界并將這些漸變混合到內部。雖然這種方法相當穩健，但其效果卻非常局部。為了使其效果更加全局化，必須創建網格的拓撲并與之交互，這可能相當麻煩。
八叉樹方法已被證明能夠解決局部和全局影響。一個小限制是網格分級必須遵循水平集規則。
徑向基函數 (RBF) 網絡可以幫助實現網格分級。RBF 可以表示為提供局部控制的簡單插值方案。通過將該方法擴展到 RBF 網絡，可以對網格的分級產生全局影響。RBF 對于先前網格尺寸分級的另一個好處是能夠以交互式且易于用戶控制的方式實現它們。
徑向基函數中的源和形狀
圖 1. 沿線形狀分布用戶特定元素大小的示例。
展開 ABAQUS混凝土隨機圓形骨料及ITZ生成插件 ￥98
插件可用于構建二維混凝土細觀模型，可指定模型的尺寸、圓形骨料的分布、界面層厚度等信息。
模型說明
插件采用三部件（Part）裝配方式，分別建立骨料-過渡區（ITZ）-砂漿三部件，并進行模型裝配。
插件在建模中繪制了各部件的模型草圖（Sketch），用戶也可利用草圖進行模型修改及重構等操作。
注意，插件僅完成了幾何部件的裝配操作，并未指定材料屬性、分析步、相互作用、載荷、網格等，此部分內容需要用戶根據模擬內容自行設置。
參數說明
Width、Height：設置模型的寬度及高度尺寸，分別對應x及y方向。單位全局統一即可。
R_Max、R_Mid、R_Min：大中小三種粒徑的分布區間，設置圓形的半徑范圍。粒徑區間設置可連續也可不連續，可指定所有粒徑大小一致。
Ratio：當前組圓形占所有圓形的比例，比例為面積比。
Aggregate Percentage：所有圓形面積占長方形面積的比例。
Minimum Aggregate Gap：圓形之間可能存在的最小間距，本參數設置是為了防止圓形之間距離過小造成模型中存在小邊，而影響到后期的網格劃分，此參數設置建議不要小于砂漿的最小單元尺寸。
Interfacial Transition Zone：界面過渡區部件的厚度。
Max Running steps：最大投放次數，模型采用隨機投放算法，達到設定的投放嘗試次數后停止。此參數若設置過小可能會達不到設定的骨料百分比，應根據骨料數量適當調整。
展開 Process Manager在汽車制動器設計優化中的應用
制動器系統壓力容積拓撲優化是指以制動系統的壓力容積為優化目標，對制動器殼體的最大設計模型進行拓撲優化，得到質量最小或者符合質量要求的制動器殼體模型。然而如何快速準確建立制動器系統壓力容積分析模型是面臨的挑戰。
解決方案
大陸集團采用Altair公司提供的Process Manager開發自動化程序，在HyperMesh中嵌入應用，簡化了汽車制動器拓撲優化的前后處理工作，并實現了對工作流程的標準化。首先計算殼體最大設計模型的系統壓力容積值，并提取出接觸壓力結果作為優化時的載荷邊界條件；并將計算模型導入到HyperMesh中，對模型進行清理。因為只需對殼體進行優化，所以要刪除其余所有零件、載荷、分析步等信息，并且施加新的載荷和分析步。如果不用自動化程序，手工進行這些操作，需要15-25分鐘左右的時間。但使用了Altair Process Manager編制的自動化程序，分析人員只需要輸入所需參數，這一步的工作2-3分鐘即可完成。
分析運行結束后在HyperMesh中查看約束反力。不需要進入后處理操作界面，可以查看約束反力值。這個約束反力值將作為下一步優化載荷邊界。拓撲優化的前處理過程同樣只需在用戶界面上輸入相應參數，程序即可自動建立拓撲優化模型。
在優化模型定義界面，可以定義模型的軸向，上一步所獲得的約束反力值、拔模方向、以及優化質量目標、最小單元尺寸和離散度。其他優化參數采用默認值。遞交Altair OptiStruct優化分析后，Process Manager最后一步讓用戶很方便地對結果進行后處理。程序自動將邊界條件隱藏，以便觀察優化形狀。
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