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文章來源：CAE仿真學社

關鍵詞：有限元建模;復雜結構;二階四面體;模態;1 引言大型航天裝備結構由多個艙段連接組成，艙段包含主體結構、蒙皮、各類安裝支架和單機，當前隨著型號飛行樣式越來越新、飛行速度越來越高，艙段集成度也越高，結構也愈加復雜[1]。此外由于裝備研制周期要求縮短[2]，概念設計能力需求增強，仿真迭代設計工作增多，因此復雜艙段結構的快速有限元網格劃分技術有著廣泛的航天應用背景。

例如，對于具有彎曲或復雜幾何形狀的結構對象，四面體網格可以提供更好的剛度和接觸模擬，而六面體網格則更適用于熱傳導和流體力學分析。2、網格密度控制網格密度控制是指根據結構的幾何特征和仿真要求來調整網格劃分的精細程度。通常使用邊長或體積控制來實現網格密度的調整。邊長控制是通過指定網格單元的最大或最小邊長來控制，適用于具有高曲率或局部重要區域的結構。

無論現有的軟件如何吹噓自己的六面體網格能力，在實際工程中，劃分六面體網格確實會耗費你很多時間。因此，你需要判斷，一味的追逐六面體，是否值得？ 文章來源CAE仿真學社

模塊 7 結構化六面體實體網格（映射工具）：熟練運用映射工具，創建基于六面體單元的結構化網格，掌握實體零件網格劃分的詳細步驟。 模塊 8 六面體塊工具：精通六面體塊工具的使用方法，實現復雜幾何模型的高精度結構化六面體網格劃分，提升網格劃分技術水平。

結構化網格非常有助于進行高速仿真，因為求解器不需要存儲相鄰單元的查找列表，這將降低大量的成本。從幾何角度看，結構化網格的模塊僅限于二維四邊形或三維六面體單元，這些單元是用各種明確定義的數學技術生成的，從代數到共形映射再到偏微分方程的解。不過，結構化網格在幾何上受限，對于復雜的形狀，難以生成網格。現代的結構化網格通常是模塊結構，包含多個縫合在一起的結構化網格。

其中，采用ICEM劃分的高質量結構網格對仿真精度起決定性作用：結構化網格的規整拓撲特性可精確捕捉攪拌區復雜渦流，確保流場計算結果可靠性；其邊界層控制能力還能有效模擬近壁面湍流特性。若網格質量不足，易導致數值擴散或收斂困難，使仿真結果偏離實際物理現象。因此，ICEM生成的高質量結構網格是獲得準確攪拌釜仿真數據的重要基礎。

來源： 虛擬Abaqus仿真現實世界 編輯：心印玅經大部分有限元工程師更愿意花費更多的時間劃分六面體網格，可見六面體網格在分析時是有優勢的，本文分享支架導入的方式對獲取六面體網格的影響，其他較復雜模型可能也同樣適用，如果你學會了，又剛好適合你的模型，那將為你省去很多的時間。

而對于復雜幾何模型通常采用自動或半自動的方式劃分網格，自動生成網格的算法通常采用四面體，而非六面體。原因是通常的三維模型不能精確的被六面體堆砌所描述，然而總能剖分為四面體單元的集合。 我們在結構研究分析中也總是對比四面體和六面體劃分的模型，并得到了比較可靠計算結果對比。無論對于哪種單元類型，較少的節點數，會導致低精度。

隨著海洋幾何形狀變得更加先進，與網格生成相關的復雜性也隨之增加。網格劃分的復雜性與多種因素有關，例如單元類型、單元結構、幾何形狀、拓撲、用戶專業知識、應用程序和網格劃分算法的選擇。隨著工程師需求的提高，商業網格劃分軟件必須處理日益復雜的網格劃分配置。Cadence Fidelity CFD 平臺提供各種針對前緣或鈍邊、自由表面、邊界層、粘性層等的網格劃分技術。

本文首先研究和分析有限元網格劃分的基本原則，再對當前典型網格劃分方法進行科學地分類，結合實例系統地分析各種網格劃分方法的機理、特點及其適用范圍，如映射法、基于柵格法、節點連元法、拓撲分解法、幾何分解法和掃描法等。

通過基于向導的工作流程，只需簡單點擊幾下鼠標， AutoGrid就能引導用戶從幾何體到網格的各種應用。 HEXPRESS用來生成完全六面體或六面體主導的混合網格、可處理任意復雜幾何生成高質量的非結構化網格。高質量網格的生產速度比其他CFD產品快兩個數量級。

無論是結構仿真所需的高精度六面體網格，還是復雜場景下的非結構網格，HyperMesh都能輕松應對，甚至能搞定其他軟件難以處理的復雜模型，展現出無出其右的網格處理能力。 在后處理與數據分析上，HyperMesh提供了豐富的可視化功能，可通過等值面、變形云圖、瞬變動畫等多種形式，直觀呈現復雜的仿真結果，幫助工程師快速挖掘數據背后的設計問題。

2、掌握建模和網格生成技巧良好的建模和網格生成是進行結構仿真的關鍵。在這一階段，你需要學習如何根據實際工程場景進行幾何建模，并生成合適的網格。Ansys提供了多種建模工具和算法，如CAD導入、幾何修復和自動網格生成，你可以根據具體情況選擇最適合的方法。學習如何進行網格劃分和求解器設置。3、學習加載和邊界條件設置在進行結構仿真之前，需要了解如何設置加載和邊界條件。

混合網格混合網格是將結構網格和非結構網格混合起來布置，在一些對于正交性要求較高的地方采用結構網格劃分，而對于一些流動比較復雜和對正交性要求不是很高的區域可以采用非結構網格劃分。可以說混合網格的劃分將結構網格和非結構網格的優點都結合到了一起。混合網格優點：（1）網格生成需要的人工時間適中；（2）網格生成的質量較好；(3)適用于外形過于復雜的實體；(4)能較大限度地模擬流動的真實性。

殼單元僅需在二維平面上劃分網格，并通過定義厚度參數還原結構的力學特性，既能大幅減少單元數量（通常可縮減至實體模型的10%~30%），又能有效保留結構的抗彎、抗剪性能。幾何簡化可通過專業前處理軟件（如ANSYS SpaceClaim或DesignModeler）完成，也可用其他三維CAD軟件處理。通過合理簡化模型，可在保證結果可靠性的前提下，顯著提升碰撞仿真的計算效率。

1 多面體網格定義現代工程仿真，都是各種數值計算。網格（mesh）作為空間離散（spatial discretization）的一種方式，在結構、流體、電磁等涉及三維空間的仿真中廣泛運用，將復雜的曲面（例如汽車表面）分割為若干個較為簡單規則且方便計算的部分，即單元（element）。