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一文了解ANSYS Meshing 高级网格划分技术

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概述

         

ANSYS Meshing工具的目标是提供通用的网格划分平台,可以在任何分析类型中(结构、流体、电磁等多物理场进行网格划分。

           
观看Fluent meshing视频,请              
戳文末阅读原文            
           


01

网格划分流程

02

网格划分方法

  • 三维

1.自动网格划分 2.四面体网格划分 3. 六面体为主网格划分 4.扫略网格划分 5.多区网格划分


1.自动网格划分


  • 四面体网格划分(Patch Conforming)与扫略网格划分的组合  
  • 根据几何的复杂程度,自动识别可扫略体进行扫略划分,其余划分四面体

2.四面体网格划分

2.1Patch Conforming 算法

  • 自底而上划分方法
  • 所有几何边界均可被表达
  • 对几何模型的质量有一定的要求,需要一定量的几何清理工作
  • 考虑几何的线和面生成表面网格,然后由表面网格生成体网格

2.2 Patch Independent 算法

  • 自顶向下划分方法
  • 几何边界可能被忽略
  • 对质量差的几何模型容忍度更高
  • 先生成体网格,再映射到面和线产生表面网格

3. 六面体为主网格划分

  • 以六面体为主,混搭四面体、三棱柱和金字塔网格
  • 常用于不易划分六面体网格却又希望尽可能得到六面体的几何模型

4.扫略网格划分
  • 生成源面表面网格,然后沿扫略路径扫略到目标面  
  • 一个可扫略体只允许有一个源面和一个目标面(薄扫略除外)
  • 可得到六面体和三棱柱网格
  • 需要对几何模型进行分解

5.多区网格划分
  • 基于ICEM CFD Hexa的分块原理,自动虚拟地将几何分解

  • 允许几何拥有多个源面和目标面

  • 可得到六面体和三棱柱网格

  • 对于较简单的几何,可减少模型的分解而得到六面体网格


  • 二维

1.四边形为主网格划分 2.三角形网格划分 3. 多区四边形/三角形网格划分

1.四边形为主网格划分--程序默认划分方法

2.三角形网格划分--划分纯三角形网格

3.多区四边形/三角形网格划分--划分边长均一的四边形/三角形网格

03

物理求解器环境

  • 不同的物理场分析对于网格的要求不一样

    Mechanical、Non-Mechanical\Electromagneticsu、CFD、Explicit等

  • 相关性和关联中心

拖动相关性滑块和调整关联中心等级可调整网格疏密

04

全局网格控制

  • 全局尺寸单元

  • 设定模型总体的单元尺寸大小

  • 默认值由相关性和初始尺寸决定

  • 当高级尺寸功能关闭时才适用


  • 平滑和过渡

  • 平滑--平滑网格是通过移动周围节点和单元的节点位置来改进网格质量

1. 中等(Mechanical,CFD, Emag)

2. 高等(Explicit)

  • 过渡--控制邻近单元

1. 缓慢产生网格过渡(CFD,Explicit)

2. 快速产生网格过渡(Mechanical,Emag)

  • 跨角中心

  • 网格在弯曲区域细分,直到单独单元跨越这个圆角

1.粗糙:91°~ 60°  2.中等:75°~ 24°  3.细化:36°~ 12°

  • 高级尺寸功能

  • Curvature--调整曲率法向角,细化转角处网格

  • Proximity--控制狭缝间的网格层数

05

局部尺寸控制

  • Sizing尺寸

  • 定义体、面、线尺寸,优先级为:线>面>体>全局

  • 定义尺寸方法有:1.单元尺寸 2.线份数 3.影响球 4.影响体

  • Contact Sizing接触尺寸

  • 使部件间接触面、边的单元尺寸近似一致

   

  • Face Meshing面网格

  • 在指定的映射面上生成结构化网格

  • 可通过设置转角点来调整映射方式

  • 可指定映射面上网格的层数

  • Mesh Copy网格复 制

  • 禁止将网格从一个体复 制 到另一个体

  • 范围可以应用于几何体或命名选择

  • 首先,选择源锚点,然后选择目标锚点

  • 源面和目标面面积必须相同

  • 圆到矩形的映射不正确,关联的主体应该具有相同的体积

  • Match Control匹配控制

  • 常用于周期对称模型的周期面或线上,使面、线对的网格匹配

  • 周期面可以是旋转周期面,也可以是对称周期面


  • Pinch收缩控制

  • 通过收缩容差退化狭长的线面,改善网格质量

  • 收缩容差建议小于最小特征尺寸

  • Inflation膨胀

  • 扫略型网格应用于线上,非扫略型网格应用于面上

  • 作为流体网格的边界层

  • 提高结构分析的表面计算精度

  • 接触匹配网格

  • 连接网格在网格级别(mesh level)

  • 只适用于四面体网格

  • 可以避免共享拓扑问题

06

网格质量检查

  • 分析类型对网格质量的要求


  • 影响网格质量的因素

  • 几何模型:小边、狭长面、缝隙、尖锐角等

  • 网格划分方法的选择

  • 网格尺寸的设置

  • 网格质量指标

  • 单元质量、纵横比、雅可比、扭曲因子、平行误差、最大拐角、偏斜度


来源:CFD仿真区
MeshingICEM CFDFluent MeshingACTMechanical动网格通用控制
著作权归作者所有,欢迎分享,未经许可,不得转载
首次发布时间:2024-10-13
最近编辑:1月前
濮小川CFD
硕士 心不唤物,物不至!
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【CFD小贴士】Fluent Mshing中的Size Function设置及案例演示

点击“CFD之仿真区”关注公众 号交流学习•常规设置SizeFunction1.设置全局控制GlobalControls – 确定网格的绝对最小值、最大值以及增长率2.选择需要的FaceZones3.或选择需要的EdgeZones4.应用sizefunction类型(如soft,hard, curvature, proximity),可以设置多个类型5.计算SizeFunction6.在remeshing,cutcell或wrapping时,可以使用计算过的SizeFunction•快速创建SizeFunction——“Create Defaults”按钮将使用全局控制的尺寸函数创建:1.在所有的Edge Zones上默认的曲率尺寸函数(Curvature size function )为18 degrees angle2.在所有的FaceZones上默认的曲率尺寸函数(Curvature size function )为18 degrees angle3.在所有的Edge Zones上默认的临近尺寸函数( Proximity size function )为每个狭缝跨越三层网格单元4.在所有的Face Zones上默认的临近尺寸函数( Proximitysize function )为每个狭缝跨越三层网格单元注:“Create Defaults”应该谨慎使用,对于简单的几何图形,它可以用于快速测试“查看”网格的有用工具。一个简单案例:•这个简单的例子显示了一个流过两个凸出椭圆圆柱体的问题•在DM中创建的边界命名显示在下图左上侧•导入一个BOI来加密网格,BOI形状可以是任意的,这里紫色的形状用来细化网格步骤1 – 设置全局尺寸并查看尺寸•设置最小、最大尺寸及增长率,然后点击“Apply”和“DrawSizes ”以检查输入值的合理性步骤2 – 添加一个曲率尺寸函数•CurvatureSF 保证了椭圆柱面上的网格加密。然而,狭缝处还没有被加密,如果此时进行包面操作将会得到狭缝未被捕捉的结果。步骤3 – 添加一个邻近度尺寸函数•ProximitySF 将在狭缝处进行加密,此狭缝处至少有三层网格步骤4 –添加一个BOI SizeFunction•BOI SF对边界进行了细化,将网格尺寸大小限制为指定的值(此处为1mm)步骤5 – 添加第二个邻近度尺寸函数•最后,在顶部和底部表面添加第二个邻近SF,以确保它们之间至少有三层网格。步骤6 – 使用SizeFunction 生成四面体网格•当使用AutoMesh自动网格时,在Tet网格面板中,选择基于尺寸函数指定网格尺寸大小,同时确保捕获到BOI细分区域。来源:CFD仿真区

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