ANSA入门基础教程24-体网格划分-体网格质量检查与修复

与壳网格一样， ANSA提供了体单元质量检查和改进功能，这将在下面的章节中介绍。

在ANSA中体单元根据以下标准进行检查。

Aspect Ratio (ASPECT)：长宽比适用于一阶和二阶单元，下面为各求解器对Aspect Ratio长宽比的定义。

Skewness (SKEW)：偏斜率，通常选用Fluent较多，Fluent计算方式中，Skewness=0时，表示单元最完美,比值越大，单元质量越差。

Crash Time Step (CRASH)：用于各显示计算求解器中

Element Length (LENGTH)

Jacobian (JACOBIAN)：网格的雅克比是指壳单元内，积分点处最小雅克比与最大雅克比的比值。比如三角形单元内只有一个积分点，其雅克比为1。因此网格的雅克比常用来检查四边形单元，衡量单元背离理想形状的程度，1为理想形状。一般大于0.7是可以接受的。小于0表示一个凹单元，计算不收敛。主要用于判断某单元的实际形状与该类单元的理想（标准）形状的差别程度，Jacobian约小，单元与理想形状差别越大。

质量标准定义和阈值在质量标准-显示参数窗口中输入，由F11按钮激活。此处不再详细说明，详细信息可参考壳单元网格质量检查。

网格检查

体单元可以通过DECK菜单底部的检查[Negative Volume]功能来识别和隔离负提交。Tools>Checks下同时也包含各种对网格的检查。

可采用IMPROVE菜单中的各项功能，自动修复体网格质量：

- Fix Quality:能修复除polyhedral多面体之外的所有类型的体单元。这是通过自动移动节点一定的距离，以便单元质量满足标准值。

用户可以通过在Options List选项列表窗口中定义以下参数来控制节点移动

External bounds: 允许节点偏离外部界限的最大距离。如果选择不受约束，则节点完全不受限制。

PID bounds：属于不同PID节点允许移动的最大距离。

Affected zones：质量修复时，受影响区域。

-Reconstruct：重建选定的四边形和金字塔单元。Reconstruct选项由Options List“选项列表”窗口中指定的质量标准值控制，比如NASTRAN纵横比=3或Fluent Skewness流体偏斜度=0.8，而不是F11Quality Criteria“质量标准”窗口

-Smooth: 平滑四边形、金字塔形、五边形和六边形单元。如果Options List“选项列表”窗口中Freeze volume skin选项处于激活状态，则边界上的所有体单元将不会被移动。

ANSA支持修改面网格，然后对受影响的体网格进行局部重新网格划分。如下图例子中，为面(绿色)和体(白色)网格的切割部分。

切换到Hidden模式显示壳单元和体单元中都存在质量的问题单元。

双击OFF，在屏幕上单独显示存在质量问题的单元。

按几次Neighb功能按键，将违背质量标准单元的相邻单元进行一起显示。

按F12进入Database数据库浏览器。展开Elements条目并取消激活壳单元的可见性。暂时仅体单元可见。

激活 Elements>Delete，选择所有可见体单元并确认。

通过激活数据库浏览器中的相应标志，恢复壳单元的可见性。

然后选择Mesh>Reshape [Visible]，注意，ANSA突出显示了与其余冻结的体相连的壳网格。未连接的区域可以自由修改。

通过Reshape改进曲面网格后，激活Tools>Comp.Skin功能，ANSA突出显示将划分体网格的区域，以便用当前的面进行体网格修复划分。

用鼠标中键确认。体网格已完成网格划分，并且不存在质量问题。

由于体网格的复杂性，手动修改体网格质量可能很困难。不过，可单独显示有质量问题的体单元后，并使用Grids>Move功能移动节点，类似面网格修复中的应用。

通过双击单元图例上的OFF，单独显示存在质量问题的体单元，例如存在skewed问题的单元。通过使用Grids>Move功能移动其中一个节点，可以提高该单元的质量。

激活功能选择free标签。用鼠标左键选择其中一个节点。(也可以选择使用鼠标右键选择一个局部坐标系，如单元的边，以便只在一个方向上进行更具控制性的节点移动)。

用鼠标中键确认节点选择。如下图所示，给出了连接到所选节点的单元的线框预览。这些都是将参与运动的单元。由于没有选择局部坐标系，该窗口中的轴指的是全局坐标系。

滑动光标以移动选定的节点。移动是在屏幕平面上进行的。取消激活移动窗口中选定轴的复选框会限制这些方向的移动。

再次按下鼠标左键，将节点锁定在其新位置。单元质量已修复。

本章完