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——————我是分割线——————
书接上文继续介绍块划分技术。
在N年前,若要生成与几何体密切关联的高质量网格,要求对模型进行分割,使其成为可扫掠、易于划分网格的区域。几何分割是通过CAE前处理工程师手动分割模型,简单几何体还好,对于复杂模型那真是枯燥又繁琐。
SCIM中应用了块技术,不需要人工切割几何体就能得到高质量网格。
块的分解过程使用软件在自动识别可扫掠区域,然后生成一个可能由映射、扫掠或自由块(区域)组成的块拓扑。可使用块编辑工具编辑该块拓扑,将自由块(即不可扫掠块)转换为扫掠或映射块,并提升网格质量。
自由即不分块区,将几何体视为一个整体。
标准即自动将几何体分解为可映射块、可扫掠块、自由块。
主动比标准更激进,软件会尝试生成更多映射面,在某些情况中,这有助于创建更多映射或扫掠块。在其他情况中,可能不会有助于块划分,但是会使更多映射面关联至自由块。
边界框的分解过程使用软件从边界框创建一个映射块,然后完全使用六面体单元填充块。之后使用块编辑工具将块拓扑刻在几何体上。划分边界框时最好关闭自动捕捉,否则容易造成不必要的麻烦。
CartSweep最适合轴对齐的几何体。这种方法是生成笛卡尔网格,将笛卡尔网格转换为可扫掠的拓扑,然后将其平滑。
还可以重新载入之前创建并保存的块拓扑。软件将尝试将块拓扑关联至几何体。
网格划分后在结构树中会有相应变化,原几何体会被物理抑制,模型分解为块区,在块区中会标记哪些是可扫掠块,哪些是自由块。
下表是网格划分的部分策略。
若要…… | 选择…… | 描述…… |
在一个块中生成一个四面体网格。 | 单元形状 = 四面体+三角形 ;块 = 自由 | 此选项将生成一个全四面体网格,还会在整个主体中生成一个自由块(体)。 |
在一个块中生成一个六面体主导网格。 | 单元形状 = 六面体 +四边形主导/全四边形;块 = 自由 | 此选项将在整个主体上生成一个六面体主导网格。其将在整个主体中生成一个自由块(体)。 |
使用块拓扑生成多区网格,其中可扫掠区域填充棱柱体网格,自由区域填充四面体网格。 | 单元形状 = 四面体+三角形 ;块 = 标准 | 软件首先采用使用三角形网格划分的源面(体单元为棱柱体)尝试创建扫掠网格。不能扫掠的区域(自由块)均使用四面体网格进行划分。 如果扫掠和自由块共享一个共用交界面,且该交界面是扫掠网格的源面,则不会创建棱柱体。如果扫掠和自由块共享一个共用交界面,且该交界面是扫掠网格的侧面,则将在自由块中创建棱柱体。 |
单元形状 = 四面体+三角形 ;块 = 主动 | 此选项类似于标准,但是软件会尝试生成更多映射面。 | |
使用块拓扑生成多区网格,其中可扫掠区域填充六面体网格,自由区域填充六面体主导体网格。 | 单元形状 = 六面体 +四边形主导/全四边形 ;块 = 标准 | 软件首先尝试创建映射块、然后是扫掠块、最后是自由块。如果映射块占比较高,则六面体网格占比也会较高。 对于可扫掠模型,应映射或扫掠创建的所有块。对于不能直接划分块的模型,将在不可扫掠的区域创建自由块和自由与映射面的组合。 |
单元形状 = 六面体+四边形主导 /全四边形 ;块 = 主动 | 此选项非常类似于标准,但是软件会尝试生成更多映射面。 | |
若要在一个映射块中生成一个全六面体网格,需要手动编辑块。 | 块 = 边界框 | 这种自上而下的方法可从 3D 边界框创建一个映射块。然后可使用分割、合并、移动和关联等块编辑工具,根据仿真模型修整块拓扑的形状。 |
为轴对齐的几何形状生成以六角为主导的体积网格。 | 块 = CartSweep | 此方法最适合轴对齐的几何体。这种方法是生成笛卡尔网格,将笛卡尔网格转换为可扫掠的拓扑,然后将其平滑。接下来,您可以使用块编辑工具来改善网格。 |
重复使用之前保存的块拓扑文件 (*.blk)。 | 块 = 载入 | 重复使用一个已修改的几何体上的块拓扑时,此选项可派上用场。选择 Load(载入)后,选择块拓扑关联的几何体,然后单击 Complete(完成)。在随后打开的窗口中选择块文件。 软件将尝试将块拓扑关联至选定的几何体并生成网格。可能需要进行一些手动修复和块关联解除/重新关联。 如果需要,您可以启用 Improve Association(改善关联)。该选项默认为禁用状态。启用 Improve Association(改善关联)选项后,加载块边与曲线的关联将得到改善。 |
上文多次提到可扫掠块区,可映射块区,自由块区,它们有什么区别了,详见下表。
块的类型 | 面 | 体 |
映射/ 结构化 | 对相对侧进行映射,包含同等数量的节点。 | 对平行边进行映射,包含同等数量的节点。 |
扫掠 | 无 | 在源和目标面之间仅朝一个方向映射。 |
自由/ 非结构化 | 所有边都不需要映射(即使是四面体或六面体单元) | 所有边都不需要映射(即使是四面体或六面体单元) |
本文先写到这里,下一篇文章开始系统介绍SC中的局部网格控制工具。
祝万事顺遂。