Workbench 网格划分 Chapter 2

ANSYS Workbench12.1官方中文培训教程

第二章 ANSYS网格划分简介

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Introduction to the ANSYS Meshing Application

概述 ANSYS Meshing 简介 不同物理对象的网格要求 ANSYS 网格划分流程 3D 和 2D 几何网格划分方法 作业2.1– 多体部件的自动网格划分 – 程序化控制膨胀 – CFX 或 FLUENT的网格转换

Training Manual

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Introduction to the ANSYS Meshing Application

Workbench 向导原则

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参数化: 参数驱动系统 稳定性: 模型通过系统参数进行更新 高度自动化: 仅需要有限的输入信息即可完成基本的分析类 型 灵活性: 能够对结果网格添加控制和影响 (完全控制建模/分 析) 物理相关: 根据物理环境的不同，系统自动建模和分析的物 理系统 自适应结构: 适应用户程序的开放系统– CAD neutral, meshing neutral, solver neutral, 等.

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Introduction to the ANSYS Meshing Application

什么是 “ANSYS 网格划分应用程序”? ANSYS 集成了行业内最好的源程序:– – – – – – ICEM CFD TGrid GAMBIT CFX ANSYS Prep/Post 等

Training Manual

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Introduction to the ANSYS Meshing Application

ANSYS网格划分应用程序概述

Training Manual

Workbench中ANSYS Meshing g应用程序的目标是提供通用的 网格划分格局。网格划分工具可以在任何分析类型中使用:

–FEA Simulations 结构动力学分析 显示动力学分析– AUTODYN – ANSYS LS DYNA

电磁分析

–CFD 分析 ANSYS CFX ANSYS FLUENT

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网格详述 目的– 对 CFD (流体) 和FEA (结构) 模型实现离散化。

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– 划分网格的目的是把求解域分解成可得到精确解的适当数量的单元. – 3D网格的基本形状有 :

四面体 (非结构化网格)

六面体 (通常为结构化网格)

棱锥 (四面体和六面体 之间的过渡)

棱柱 (四面体网格被拉伸 时形成)

集流管例子 : 热应力气流分析的外部铸件和内部流体的网格划分2-6

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网格详述 需考虑的事项 细节:– 多少几何细节是和物理分析有关的 – 不必要的细节会大大增加分析需求有必要划分这里

Training Manual

细化– 哪些是复杂应力梯度区域？这些区 域需要高密度的网格.

的网格吗？

在螺栓孔附近进行网 格细化

流体边界层的网格

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网格详述 效率

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– 大量的单元需要更多的计算资源 (内存 / 运行时间)。要在分析精度和资源使用方面 进行平衡。

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网格详述 质量

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– 复杂几何区域的网格单元会变扭曲。劣质的单元会导致劣质的结果，或者在某些情况无 结果! – 有很多方法来检查单元网格质

量 (mesh metrics*)。例如 ，一个重要的度量是单元畸变度 ( Skewness )。畸变度是单元相对其理想形状的相对扭曲的度量，是一个值在0 (极好 的) 到1 (无法接受的)之间的比例因子.

0-0.25 Excellent

0.25-0.50 very good

0.50-0.80 good

0.80-0.95 acceptable

0.95-0.98 bad

0.98-1.00 Unacceptable

*更多检查网格的信息在培训讲稿的附录文件中。2-9

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Introduction to the ANSYS Meshing Application

网格详述优质和劣质网格区别的例子:

Training Manual

这个例子列举了一个集流管固体铸件中不收敛的热场。很明显劣质单元区域的分析不可能得到切合实际的数据 场。优质单元例子的求解场证明没有问题。 ANSYS 网格应用程序提供了提高网格质量的工具。2-10

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FEA 网格划分问题 结构 网格– 细化网格来捕捉关心部位的梯度 例如. 温度, 应变能, 应力能, 位移, 等

Training Manual

– 大部分可划分为四面体网格, 但六面体 单元仍然是首选的 – 有些显示有限元求解器需要六面体网 格 – 结构网格的四面体单元通常是二阶的 (单元边上包含中节点)

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CFD网格划分问题 CFD网格– 细化网格来捕捉关心的梯度 例如. 速度, 压力,温度, 等.

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– 网格的质量和平滑度对结果的精确度至关重要 这导致较大的网格数量, 经常数百万的单元

– 大部分可划分为四面体网格, 但六面体单元仍 然是首选的 – CFD网格的四面体单元通常是一阶的(单元边 上不包含中节点)

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网格类型

Training Manual

四面体网格和四面体/棱柱混合网格

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