ANSA入门基础教程15-面网格划分-网格质量修复

高质量壳网格的生成主要取决于宏区域的形状。一个比较规则形状的面通常网格质量也比较好。然而，大多数现实生活中的模型都是由复杂的几何图形组成的，因此需要改进操作，例如合并多余边等操作。

如下图采用混合为单元类型，free自由网格算法进行网格划分。没有执行join合并边操作，并且由于存在许多窄的面，许多网格存在较多的质量问题。

ANSA具有多个可以自动修复网格质量功能，可用于改善网格质量、三角形百分比、网格“流向”和“对齐”，以及孔、圆角和法兰的特殊网格处理。以下各节将详细介绍它们。

为了有效控制网格质量，首先必须事先指定以下内容：激活F11键打开网格质量标准窗口。指定质量标准和阈值并激活其复选框。

打开Utilities>Mesh功能以访问Mesh Parameters“网格参数”窗口。此窗口由几个选项卡组成。

Basic tab:

在该选项卡中，网格选项可定义为：

General, CFD 和 Solids Structural Mesh。

网格类型还可以选择Mixed, Quad, Tria or Ortho Tria网格以及一阶或二阶网格。

此外，可以定义现有网格如何处理；可用的选项有“Erase existing Mesh”删除现有网格、Work on Existing Mesh“在现有网格上继续划分网格”和Freeze existing Mesh“冻结现有网格”。

定义Target Length目标长度：可以通过给出绝对值来定义目标元素长度，也可以通过选择“周长（CONS resolution）”选项将其设置为CONS resolution Length值，从而定义目标元素的长度；也可以在average中选择一个选项，local（选定壳的平均长度值）、local_min（选定壳的最小长度值）、local_max（选定壳的最大长度值）、free或简单定义表达式（例如0.5*average）。

还可以定义Minimum/maximum target lengths最小和最大目标长度，最小目标应始终大于最小长度，最大目标应小于最大长度。

网格参数选项卡详细说明再后续Batch Mesh批处理中再详细说明。

Shell Mesh>Improve功能可以应用于宏区域或FE-Model，以改进现有网格。Improve-Select窗口中，选择一种嵌入式算法：Reconstruct重建、Reshape重构、Smooth平滑和Fix Quality修复质量。

或者，用户可以选择页面上的更多选项来处理可见或选定的元素，扩展选择区域，根据质量标准选择冲突元素，或者激活/取消激活预览。

用户可以通过Improve函数或从Shell Mesh菜单中选择单个函数来应用任何算法，这些不同的算法描述如下。

激活Shell Mesh>Fix Quality[Select]功能。当[Select]选项被激活时，Feature特征选择窗口被启用，用户可以在各按钮之间切换，以便选择各自选择方式宏（MAC）、单元（ENT）或特Feature Area。

当选择[Visible]选项，它将函数应用于所有可见实体。

在下图中，激活实体特征选择（ENT）后，通过框选择，选择外壳单元并按下鼠标中键进行确认。

ANSA通过自动移动节点来改进单元质量，网格拓扑不会改变。将出现有关结果的预览窗口。用户可以通过按Invert“反转”按钮在New新Old旧之间切换，或通过激活选项保持两者可见。也可以控制边界线段的能见度。如果需要，再次按Run Again运行在生成的网格上再执行一次该功能。按Finish接受预览结果。

通过Fix Quality修复质量功能移动的节点可以通过Grids>Origin”节点>原点”功能恢复到其原始位置。节点可以逐个选择，也可以框选，不需要确认。

Smooth可以对选定的宏区域或可见的壳单元执行平滑处理。平滑同样包括“修复质量”功能。激活Shell Mesh>Smooth [Select]功能，用鼠标左键选择单元或宏区域，并用鼠标中键确认。

在预览窗口中，如果确认无误后，按Finish“完成”确认预览的结果网格。

Reconstruction重建是创建高质量曲面网格的有力算法。它将在现有网格并执行重新网格划分：

-优化网格的整体质量和流向（减少Mixed混合网格中tria数量）

-修复网格的质量

-对加强孔、法兰和圆角的的网格特殊处理

在使用Reconstruct“重建”功能之前，需在Quality Criteria“质量标准”和Mesh Parameters“网格参数”窗口（也可以从“选项列表”窗口）中设置适当的值。

切换到Hidden模式时可观察到单元素质量信息。

激活Shell Mesh>Reconstruct[Visible]功能。ANSA重建网格并提供结果预览，鼠标中键确认结果。采用整体重构的方法，提高了网格的整体质量，修复了所有的不良区域，并减少了三角形比例。

激活Mesh>Reconstruct [Select]功能，并在显示特征选择窗口中选择拾取模式，然后用鼠标左键选择要重建的壳单元。

用鼠标中键确认。ANSA再次重建网格并提供预览。按“确定”接受。

激活Shell Mesh>Reconstruct [Violating]函数，此选项仅允许重建包含有质量问题单元的区域。在出现的Select violating窗口中，用户可以通过设置Expand level展开级别来选择需重构的区域。

Shell Mesh>Reshape功能是最先进的质量改进功能。它可以在宏区域网格上，从各个方面优化网格质量。除了可以获得高质量的网格外，它的一个主要优点是减少了手动CUT切割、Join合并和align对齐宏区域和有限元网格，该函数可自动执行以下操作的组合：

-合并周长线，插入或删除硬点点以改进宏区域

-后台使用Reconstruct“重建”（包括其孔/法兰边/圆角处理能力）重建网格。

-在后台使用Fix Quality“修复质量”功能，对不满足质量标准的其余单元执行修正。

为了使Reshape功能有效工作，除了控制Reconstruct函数和Fix Quality的参数，还必须首先指定以下参数：

激活Utilities>Mesh功能以访问Mesh Parameters中Perimeters选项卡。

Join Perimeters with distance < (less than): 这个控制Join合并线段的重要参数，Reshape函数根据F11窗口中指定的最小长度Join合并线段，此处有3个选项可用于定义何时Join合并线段：target element length目标单元长度、minimum element length最小单元长度或使用Expression最小或目标单元长度定义表达式。

如下图根据给的的Join合并线段的值，Reshape函数可以Join或移动节点以克服最小长度问题。在本例中，最小长度设置为10mm。两个区域不满足最小元件长度，一个是4mm，一个是8mm。

应用Reshape功能后，较窄的面被Join（橙色线条），而另一个面则通过轻微移动节点来固定；默认情况下，此参数的设置是连接距离小于最小长度2/3，用户以调整此参数以获得所需的结果。

本章完