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現(xiàn)今隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)格劃分軟件發(fā)展，有限元網(wǎng)格逐漸追求精細(xì)化建模，單元規(guī)模開始急劇增大，艙段級(jí)單元規(guī)模可達(dá)到十萬級(jí)別，整裝備體可達(dá)到百萬單元，較為影響計(jì)算效率。

圖3 啟動(dòng)屈曲分析 2.2 導(dǎo)入網(wǎng)格模型 PERA SIM Mechanical提供豐富的幾何建模和網(wǎng)格劃分功能，也能導(dǎo)入外部模型，用戶可根據(jù)使用需求自行選擇。為與其他商業(yè)軟件進(jìn)行結(jié)果對(duì)比，排除網(wǎng)格差異對(duì)計(jì)算結(jié)果造成的影響，本文采用導(dǎo)入與其他商業(yè)軟件一致的網(wǎng)格模型。

三、操作流程01 結(jié)構(gòu)參數(shù)化建模及網(wǎng)格劃分本案例模型采用FEGate For Ship（以下簡稱FFS）軟件作為參數(shù)化建模及網(wǎng)格劃分的仿真工具；圖3通過FFS軟件內(nèi)置的腳本工具，編寫本案例模型的建模腳本；自動(dòng)實(shí)現(xiàn)：幾何點(diǎn)創(chuàng)建→幾何線創(chuàng)建→幾何面創(chuàng)建→自動(dòng)劃分面網(wǎng)格→自動(dòng)網(wǎng)格重算；如圖4所示；圖402 優(yōu)化流程搭建a.

今天給大家分享一個(gè)很有意思的劃分網(wǎng)格工具：可以根據(jù)圖像進(jìn)行非結(jié)構(gòu)化劃分網(wǎng)格。 代碼來源：https://github.com/otvam/mesh_from_bitmap_matlab 若Github訪問速度較慢，也可以在公眾號(hào)后臺(tái)回復(fù)：圖像識(shí)別劃分網(wǎng)格，便可自動(dòng)獲取壓縮包。

實(shí)際中，隨著頻率上限閾值增大，為了能準(zhǔn)確反映結(jié)構(gòu)的振動(dòng)特性，通常需要劃分單元的網(wǎng)格長度要遠(yuǎn)低于結(jié)構(gòu)中彎曲波的波長；這樣隨著頻率的增加，結(jié)構(gòu)彎曲波波長變小，結(jié)構(gòu)網(wǎng)格需要進(jìn)一步細(xì)化，對(duì)計(jì)算資源要求變高；且中高頻范圍的結(jié)構(gòu)模態(tài)密集，重疊交錯(cuò)，響應(yīng)表現(xiàn)出不確定性，具有了統(tǒng)計(jì)的概念。因此，有限元和邊界元就不再適合解決中高頻問題。

圖2 強(qiáng)制風(fēng)冷散熱系統(tǒng) 利用Icepak軟件對(duì)整個(gè)散熱系統(tǒng)進(jìn)行網(wǎng)格劃分，為兼顧仿真計(jì)算的效率與精度，采用混合網(wǎng)格劃分的方法，即在不同的區(qū)域設(shè)置不同的網(wǎng)格尺寸。風(fēng)冷散熱系統(tǒng)的總體網(wǎng)格劃分如圖3(a)所示，共設(shè)置了530182個(gè)網(wǎng)格，整體剖面網(wǎng)格如圖3(b)所示。圖3 強(qiáng)制風(fēng)冷散熱系統(tǒng)的網(wǎng)格劃分 設(shè)置環(huán)境溫度為20℃,軸流風(fēng)扇直徑為15cm, 風(fēng)速為5m/s。

下圖所示的船舶上層建筑的幾何形狀是使用 V2S 方法在 Fidelity CFD 平臺(tái)上進(jìn)行網(wǎng)格劃分的。僅使用全局參數(shù)，未設(shè)置粒度。然而，建議在物理對(duì)設(shè)計(jì)至關(guān)重要的區(qū)域選擇表面網(wǎng)格細(xì)化。 全局設(shè)置用于優(yōu)化渡輪的所有表面。體積細(xì)化體積細(xì)化對(duì)于海洋應(yīng)用設(shè)計(jì)研究非常有用，特別是當(dāng)細(xì)化針對(duì)某些體積（例如自由表面、致動(dòng)器盤區(qū)域等）時(shí)。在處理封閉表面時(shí)，應(yīng)保持最小單元數(shù)。

這是因?yàn)閷?shí)體單元需要在三個(gè)維度上劃分網(wǎng)格，每個(gè)單元需計(jì)算位移、應(yīng)力和應(yīng)變等多個(gè)自由度，導(dǎo)致單元數(shù)量龐大且求解時(shí)間成倍增長。為解決這一問題，通常將三維幾何模型簡化為殼模型（Shell Model）。殼單元僅需在二維平面上劃分網(wǎng)格，并通過定義厚度參數(shù)還原結(jié)構(gòu)的力學(xué)特性，既能大幅減少單元數(shù)量（通常可縮減至實(shí)體模型的10%~30%），又能有效保留結(jié)構(gòu)的抗彎、抗剪性能。

實(shí)際中，隨著頻率上限閾值增大，為了能準(zhǔn)確反映結(jié)構(gòu)的振動(dòng)特性，通常需要劃分單元的網(wǎng)格長度要遠(yuǎn)低于結(jié)構(gòu)中彎曲波的波長；這樣隨著頻率的增加，結(jié)構(gòu)彎曲波波長變小，結(jié)構(gòu)網(wǎng)格需要進(jìn)一步細(xì)化，對(duì)計(jì)算資源要求變高；且中高頻范圍的結(jié)構(gòu)模態(tài)密集，重疊交錯(cuò)，響應(yīng)表現(xiàn)出不確定性，具有了統(tǒng)計(jì)的概念。因此，有限元和邊界元就不再適合解決中高頻問題。

事實(shí)上，目前的FLAC3D已經(jīng)內(nèi)置了許多網(wǎng)格生成輔助工具，包括ABAQUS和ANSYS的網(wǎng)格導(dǎo)入接口，除了可以導(dǎo)入FLAC3D(*f3grid)數(shù)據(jù)外，也可以導(dǎo)入ABAQUS的*.inp文件和ANSYS的*lis文件。

、疲勞劃分網(wǎng)格功能、附連水質(zhì)量設(shè)定功能等向客戶說明二次開發(fā)在提高工作效率中的重要作用。

船舶設(shè)計(jì)師和船舶建筑師越來越多地使用計(jì)算流體動(dòng)力學(xué) (CFD) 工具來獲得更準(zhǔn)確的解決方案、詳細(xì)的物理原理和更快的結(jié)果。過去的海洋船舶設(shè)計(jì)研究主要依靠拖曳水池的縮小模型來了解船舶阻力、耐波性、推進(jìn)和操縱。然而，這些模型的雷諾數(shù)和弗勞德數(shù)存在差異由于模型縮小了。借助CFD仿真技術(shù)，現(xiàn)在可以測試全尺寸模型。但 CFD 中的網(wǎng)格生成步驟通常需要專業(yè)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，尤其是在處理復(fù)雜的幾何形狀時(shí)。

Fidelity CFD 的獨(dú)特之處在于它結(jié)合了 NUMECA 和 Pointwise 團(tuán)隊(duì)的網(wǎng)格劃分技術(shù)。幾何處理和網(wǎng)格劃分占據(jù)了 CFD 工程師 75% 的時(shí)間，而 Fidelity CFD 將這些領(lǐng)域的悠久創(chuàng)新傳統(tǒng)發(fā)揚(yáng)光大，并大大縮短了周轉(zhuǎn)時(shí)間。在繼續(xù)整合網(wǎng)格劃分技術(shù)的同時(shí)，軟件產(chǎn)品功能也在不斷升級(jí)。

資源包清單（所見即所得）CFD 模型 (.sim)：STAR-CCM+ 原文件，包含完整的網(wǎng)格劃分、VOF設(shè)置、重疊網(wǎng)格及協(xié)同仿真接口設(shè)置。FEA 模型 (.inp)：Abaqus 輸入文件，包含材料屬性、網(wǎng)格、分析步及 Co-simulation定義。技術(shù)說明文檔 (PDF) 。4. 適合人群正在被流固耦合“負(fù)體積報(bào)錯(cuò)、不收斂”折磨的碩士和博士研究生。

汽車/高速列車 Fidelity針對(duì)前處理和仿真求解方面的核心技術(shù)和差異性優(yōu)勢(shì) Fidelity的驗(yàn)證算例、客戶應(yīng)用以及專門針對(duì)汽車應(yīng)用的研發(fā)計(jì)劃 Pointwise在高速列車外流場分析中，展示不同網(wǎng)格劃分方案對(duì)計(jì)算精度的影響船舶 從專門的船舶海洋工程水動(dòng)力網(wǎng)格制作技術(shù)到船舶的阻力、耐波性、操縱性、推進(jìn)器 風(fēng)場的快速高精度數(shù)值預(yù)報(bào)功能方案

heat, pore fluid40.0*conductivity, pore fluid0.2*expansion, pore fluid0.3e-06三、建模過程1、建立部件（3D可變形體）圖2模型尺寸2、網(wǎng)格劃分（C3D8PT）選用六面體結(jié)構(gòu)網(wǎng)格對(duì)模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分，網(wǎng)格尺寸可自行進(jìn)行定義，劃分結(jié)果如圖所示：圖3 網(wǎng)格劃分結(jié)果選用溫度-孔隙壓力耦合單元

</p><p>建模視頻包括：幾何模型建立，材料參數(shù)設(shè)定，接觸設(shè)定，歐拉邊界設(shè)置，地應(yīng)力場設(shè)定，網(wǎng)格劃分等。</p><p><br></p>