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<p><br></p><p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;各位小伙伴們大家好，這期是網(wǎng)格系列教程的第二篇，主要跟大家講解一下怎么用Hypermesh劃分球體網(wǎng)格。在好多方面，不可避免會(huì)劃分球體網(wǎng)格，那么怎么畫出質(zhì)量高，又美觀的六面體網(wǎng)格呢？下面的操作將會(huì)詳細(xì)的介紹。

插件介紹 CAD多層球體插件可在AutoCAD內(nèi)建立隨機(jī)分布且不相交的球體及0~4層球體模型，模型可導(dǎo)入COMSOL、Abaqus CAE、ANSYS Workbench、LS-DYNA、Fluent等有限元軟件內(nèi)進(jìn)行仿真分析計(jì)算，或通過Hypermesh等網(wǎng)格劃分軟件劃分網(wǎng)格，以及進(jìn)行三維科研繪圖渲染等。

Gap_min：球體之間可能存在的最小間距，本參數(shù)設(shè)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(wǎng)格劃分，此參數(shù)設(shè)置建議大于外側(cè)長方體的最小單元尺寸。Timeout：最大投放次數(shù)，模型采用隨機(jī)投放算法，達(dá)到設(shè)定的投放嘗試次數(shù)后停止。此參數(shù)若設(shè)置過小可能會(huì)達(dá)不到設(shè)定的球體百分比，應(yīng)根據(jù)球體數(shù)量適當(dāng)調(diào)整。

從幾何模型的精細(xì)搭建、復(fù)雜的網(wǎng)格劃分，到邊界條件與材料屬性的精確設(shè)定，每一項(xiàng)都需要大量的手動(dòng)操作。而多數(shù) CAE 工作者多來自力學(xué)、機(jī)械等專業(yè)背景，編程并非他們的強(qiáng)項(xiàng)，面對(duì) CAE 軟件自帶腳本語言（如 Abaqus 的 Python 腳本、ANSYS 的 APDL 命令流）較高的學(xué)習(xí)門檻，常常望而卻步。

六面體網(wǎng)格計(jì)算時(shí)間大量縮短，但骨料形狀為類球體，是否能投影為球體與單元網(wǎng)格尺寸大小有關(guān)，四面體網(wǎng)格計(jì)算時(shí)間較長，劃分形狀與球體基本一致。</p><p class="ql-align-justify">步驟三：進(jìn)行材料、單元幅值，開展不同有限元分析。

在本案例中為方便網(wǎng)格劃分，將球體間的最小間距設(shè)置為2毫米，界面過渡區(qū)ITZ厚度設(shè)置為1毫米，如需獲取更高的骨料占比，可將上述兩個(gè)參數(shù)調(diào)小，來實(shí)現(xiàn)更為密集的骨料堆積狀態(tài)。

** 在表征 HO 網(wǎng)格時(shí)，請(qǐng)務(wù)必注意，其階數(shù)等于其多項(xiàng)式次數(shù)加一。因此，線性網(wǎng)格的階數(shù)為 1，階數(shù)為 2，二次網(wǎng)格的階數(shù)為 2，階數(shù)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(jìn)行網(wǎng)格劃分，過渡到各向同性遠(yuǎn)場(chǎng)四面體網(wǎng)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(xiàng)式次數(shù)（線性、二次、三次和四次）的網(wǎng)格。 圖 1.

插件采用體素網(wǎng)格方式，通過背景網(wǎng)格將砂漿、骨料、ITZ劃分為三個(gè)集（Set），并對(duì)單元映射三種空材料。 插件支持設(shè)置長方體部件的長度(Length)、寬度(Width)、高度(Height)，以及在網(wǎng)格劃分中單元的尺寸(Element size)。

">第 64 講 六角網(wǎng)格示例 3</p><p class="ql-align-justify">第 65 講 六角網(wǎng)格示例 4</p><p class="ql-align-justify">第 66 講：網(wǎng)格劃分自實(shí)踐模型</p><p class="ql-align-justify">第 12 部分：其他六邊形網(wǎng)格劃分</p><p class="ql-align-justify">第 67 講 球體網(wǎng)格劃分

插件可指定的參數(shù)有模型的長、寬、高；球體顆粒的大小分布范圍，包含三個(gè)粒徑區(qū)間，及每個(gè)區(qū)間球體所占的體積比；球體占長方體的體積比、球體間的最小間距（避免網(wǎng)格劃分出現(xiàn)過小網(wǎng)格的問題）、過渡區(qū)的厚度參數(shù)；球體隨機(jī)投放的迭代次數(shù)（確保模型可在有限時(shí)間內(nèi)建立，迭代次數(shù)過小可能達(dá)不到設(shè)計(jì)的球體百分比）。 插件構(gòu)建的模型包括基體、過渡區(qū)、球體顆粒三大部分。

Sphere ratio：所有球體的體積占圓柱體體積的比例。Gap_min：球體之間可能存在的最小間距，本參數(shù)設(shè)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(wǎng)格劃分。Steps_max：最大投放次數(shù)，模型采用隨機(jī)投放算法，達(dá)到設(shè)定的投放嘗試次數(shù)后停止。此參數(shù)若設(shè)置過小可能會(huì)達(dá)不到設(shè)定的球體百分比，應(yīng)根據(jù)球體數(shù)量適當(dāng)調(diào)整。

模型中的骨料及孔隙均為球體形狀，界面過渡區(qū)包裹在骨料外側(cè)。 注意，插件僅完成了幾何部件的網(wǎng)格劃分及材料截面指派，并未指定材料屬性、分析步、載荷等，此部分內(nèi)容需要用戶根據(jù)模擬內(nèi)容自行設(shè)置。 參數(shù)說明 Length、Width、Height：設(shè)置模型的長寬高尺寸，分別對(duì)應(yīng)坐標(biāo)軸x， y，z方向。單位全局統(tǒng)一即可。

三 、使用Meshing劃分六面體網(wǎng)格。 注：如不切分，劃分六面體網(wǎng)格有如下彈窗文章來源：設(shè)計(jì)仿真一體化

TrueGrid 功能的強(qiáng)大其中一部分原因是：它可以使設(shè)計(jì)者直接進(jìn)行多塊結(jié)構(gòu)網(wǎng)格劃分。左側(cè)球體優(yōu)質(zhì)的網(wǎng)格劃分是因?yàn)樵谝粋€(gè)結(jié)構(gòu)上使用了七個(gè)很小的小塊，七個(gè)小塊的框架見右圖。在這個(gè)球體的網(wǎng)格劃分中共使用了7000個(gè)六面體單元，而使用TrueGrid 軟件進(jìn)行交互式劃分此網(wǎng)格模型需要使用不超過一分鐘的時(shí)間，只需六步操作。相對(duì)這個(gè)網(wǎng)格劃分的時(shí)間，如果使用其它工具的話可能還需要進(jìn)一步的細(xì)化操作。

非結(jié)構(gòu)化四邊形表面網(wǎng)格劃分、各向異性四面體擠壓 (T-Rex) 技術(shù)中的非結(jié)構(gòu)化六面體層擠壓以及四面體網(wǎng)格聚類源等強(qiáng)大的功能通常掩蓋了Fidelity Pointwise中小而強(qiáng)大的功能。下面列出了 Fidelity Pointwise 中便于網(wǎng)格劃分的前五個(gè)小特征：快速創(chuàng)建形狀要快速創(chuàng)建半球、長方體或簡(jiǎn)單形狀，請(qǐng)使用“創(chuàng)建”菜單中的“繪制形狀”命令。