hypermesh劃分網格時應注意的問題

2016-09-27 by:CAE仿真在線來源:互聯網

最近有的同志讓我介紹下網格劃分的技巧,自己編了點,百度搜了點,以供大家享用,如有疑問,可以留言,如果有用,請點擊右上角藍字關注本公眾號并分享給身邊的朋友。

    一、用什么類型的單元來劃分網格?
    這取決于你要做什么分析和模型的結構特點,對同樣的分析,采用的求解器不同也會影響這個選擇。想成為專家的人可以多看看各種軟件的單元類型介紹,初學者則不要漫無目的的到處留“情”,用到什么搞明白就可以了,幫助手冊是很好的東東。當然如果你是超級牛人,還可以試試開發一種全新的單元。If not, forget it.
      記住要選擇的:
    1.單元的維數;一維的線單元、二維的面單元、三維的體單元,如果是一維單元,還要根據功能不同選擇bar、rigid等單元類型。
    2.單元的形狀;三角形還是四邊形、四面體、五面體還是六面體
    3.單元的階數;4節點的四邊形還是8(9)節點的四邊形,8節點的六面體還是20節點的
    4.其它的一些特征,比如Abaqus里有減縮積分單元、非協調元等等,每一種都有相應的適用范圍。

    二、網格的大小
    這取決于模型的規模、計算機的能力(CPU、內存、硬盤、是否并行算法),還有對計算精度的要求。同時,經驗豐富的技術人員還知道
網格的大小調整經常可以有效地提高計算精度同時降低計算耗費。

    三、劃分的方法
    這個問題在這個論壇上大家已經討論過很多實例了,不同的例子有很多種劃分方式,比如說那個球體。有的朋友指出對復雜的模型,思
路是最重要的,工具是次要的,也有朋友認為工具相對來說更重要。仁者見仁,智者見智,大家互相學習吧。
    對曲面網格HyperMesh有很多獨有的劃分方法,而且在劃分網格時就能人工干預劃分的質量,最后還有非常優秀的檢查工具,應該是非常
值得推薦的(也是國際公認的)。對于實體,四面體就不多說了,有些朋友認為ansys的完全自動分網技術非常優秀,也有些朋友認為還是先
生成封閉的三角形面網格然后再自動化分體網格的方式更加能保證質量(因為中間多一個檢查面網格質量的步驟)。
    我想多強調一下六面體網格,因為越來越多的人認識到六面體網格的精確性,一般的行規也是,能用六面體就不用四面體。問題出現
了,又有朋友認為軟件劃分六面體網格的自動化程度越高越好,但我不這么認為。畢竟機器不能代替人去思考,另外對復雜模型來說,完全
自動劃分幾乎是不可能的,算法不能實現且不說,即使劃分出來質量也沒辦法提。

    四、劃分網格的一些原則:
    1.計算精度和計算耗費的平衡原則。并不是節點越多越好,高密度的網格能帶來計算精度的提高,但是采用適當的單元類型才是最重要
的,比如一塊鋼板,做不同的分析時可能會選擇不同類型的單元,是殼單元還是體單元?如果用體單元,用線性的還是用二次單元,是全積
分還是減縮積分(Abaqus),在厚度方向上分布幾層單元才合適?畢竟節點數量的增加帶來的是計算量以平方增長。例如我計算過的一個鋼
板彈簧,涉及接觸問題,采用了六千多個六面體的減縮積分單元,如果用8節點單元,計算時間是45分鐘,用20節點單元,計算時間是26個小
時,精度變化只有0.1%。

    2.自動劃分和人工干預的結合原則。并不是自動化程度越高越好。這個說法可能會引起歧義,我先解釋一下。什么是自動化程度高?是
在復雜模型上自動生成亂七八糟的單元好呢,還是通過手工干預,合理地利用模型幾何特征來實現自動劃分好呢?顯然是后者,因為計算機
不會知道哪個圓孔是需要特別關注因而需要細化網格的,它也不會知道哪個特征是可以忽略掉的。而通過人工指定就不一樣了。

    3.絕對不要認為一個模型劃分完網格能計算通過就萬事大吉了,問題肯定是存在的。CAE的目的是什么?是分析,結果是否合理,如何跟
客戶解釋?那么計算結果的合理性取決于什么呢,除了邊界條件以外,網格的質量和合理性起著決定性的作用。

    劃分網格最重要的原則就是——態度。態度決定一切(米盧語),劃分網格需要的耐心和細心都來源于認真的態度,我想無論是做人還是做事都一定要認真。