Ansys Workbench有限元网格划分方法及评价准则
Ansys Workbench剖分网格一般将模型分为2D和3D模型两种。2D模型的网格提供了两种类型的单元:三角形单元和四边形单元。有4种划分方法:
(1)自动划分(四边 形支配);
(2)三角形;
(3)均匀四边形和三角形;
(4)均匀四边形。
3D模型的网格中提供了4种类型的单元:四面体型单元,棱锥型单元,棱柱型单元,六面体型单元。有6种不同的划分方法:
(1)自动划分。不用手工定义,Ansys Workbench自动对几何模型进行网格划分
(2)四面体。包括patch conforming和Patch independent两种算法,区别在于对模型边界的处理不同。优点是任意体都可以用四面体快速自动剖分,细化网格时更加方便;和其他类型的单元相比,缺 点则是数量较多。
(3)扫掠划分。只针对可扫掠的体,从源面向目标面扫掠划分生成六面体单元或棱柱单元。
(4)多区。自动对几何体进行几何分解判定,找出体上可扫掠的部分之后,对不同的部分采用不同的类型进行划分。
(5)六面体占优。先在表面生成四面体主导的网格,然后得到六面体网格,再根据实际情况填充棱锥和四面体单元。
(6)CFX网格。针对流体模型分析模型面和边界会有加密和膨胀效果。
一般网格划分流程为:
(1)设置分析类型(如结构,CFD等);
(2)设定网格划分方法(如六面体支配,扫掠等);
(3)设定网格设置(如单元尺寸膨胀等);
(4)生成网格;
(5)检查网格质量并进行必要调整;
(6)确定网格剖分结果。
网格划分结果的评价准则有如下两种:
(1)网格数量。根据所使用的计算机配置合适数目的单元规模。依据的计算机配置参数主要是CPU的计算能力和内存大小,CPU的计算能力决定了求解速解速 度,内存大小决定 了求解规模。
(2)单元形状。单元形状越不规则,求解误差就越大。一般来说,每个单元上最长棱边和最短棱边的长度比值不宜超过5;单元上两个面形成的角度不宜过大或过小,控制在 45度~135度为宜。