搜索【技術篇】網格質量檢查
2017-04-01 by:CAE仿真在線 來源:互聯網
查看網格劃分的質量,提供詳盡的質量度量列表,如表所示,ANSYS ,可以查看網格度量圖表,能夠直觀地在該圖表下進行各種選項控制。
單 元 質 量
除了線單元和點單元以外,基于給定單元的體積與邊長的比值計算模型中的單元質量因子,該選項提供一個綜合的質量度量標準,范圍為0~1,1代表完美的正方體或正方形,0 代表單元體積為零或負值。
縱 橫 比
縱橫比對單元的三角形或四邊形頂點計算長寬比,參見圖,理想單元的縱橫比為1,對于小邊界、彎曲形體、細薄特性和尖角等,生成的網格中會有一些邊遠遠長于另外一些邊。結構分析應小于20,如四邊形單元警告限值為 20,錯誤限值為1E6。
雅 克 比 率
除了線性的三角形及四面體單元,或者完全對中的中間節點的單元以外,雅可比率計算所有其他單元,高雅克比率代表單元空間與真實空間的映射極度失真 。雅可比率檢查同樣大小尺寸下,二次單元比線性單元更能精確地匹配彎曲幾何體。在尖劈或彎曲邊界,將中邊節點放在真實幾何體上則會導致產生邊緣相互疊加的扭曲單元。一個極端扭曲單元的雅可比行列式是負的,而具有負雅可比行列式的單元則會導致分析程序終止。所有中邊節點均精確位于直邊中點的,正四面體的雅可比率為 1.0。隨著邊緣曲率的增加,雅可比率也隨之增大。單元內一點的雅可比率是單元在該點處的扭曲程度的度量,雅可比率小于等于 40 是可以接受的。
翹 曲 因 子
對某些四邊形殼單元及六面體、棱柱、楔形體的四邊形面計算,參見圖,高翹曲因子暗示程序無法很好地處理單元算法或提示網格質量有缺陷。理想的無翹曲平四邊形值為 0,對薄膜殼單元的錯誤限值為 0.1,對大多數殼單元的錯誤限值為 1,但 Shell181 允許承受更高翹曲,翹曲因子的峰值可達 7,對這類單元,翹曲因子為5 時,程序給出警告信息。一個單位正方體的面產生 22.5°及 45°的相對扭曲,相當于產生的扭曲因子分別為 0.2及 0.4。
平 行 偏 差
以單元邊構造單位矢量,對每對對立邊,點乘單位矢量,對點乘結果取反余弦得到平行偏差角度,如圖所示。理想值為 0°,無中間節點的四邊形的警告限值為 70°,如超過 150°,則給出錯誤信息。
最 大 頂 角
除了 Emag 或 FLOTRAN 單元,其他所有單元都計算最大頂角,如無中間節點的四邊形單元該項警告限值為 155°,而其錯誤限值為179.9°,理想三角形最大頂角為 60°,四邊形最大頂角為 90°,參見圖。
傾 斜 度
傾斜度是基本的單元質量檢測標準之一,傾斜度確定如何接近理想形狀(等邊或等角)最優值為 0,最差值為 1。表 給出傾斜度的單元質量評估范圍。
正 交 質 量
正交質量對單元采用面法向矢量、從單元中心指向每個相鄰單元中心的矢量,以及從單元中心指向每個面的矢量計算。對面采用邊的法向矢量,以及從面中心到每個邊中心的矢量計算,見圖。變化范圍為0~1,最優值為1,最差值為0。
對 Fluent 的網格質量建議:不推薦采用低正交質量或高傾斜率,應保證最小正交質量大于 0.1 或最大傾斜度小于 0.95,這些值取決于物理場和單元所在位置。如果網格包含不好的單元,Fluent 會報告負的單元體積,網格質量評估如表所示。
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