CAE工程师必备技能6 完美网格(Ⅵ)子弹实例
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——————————————我是分割线—————————————
本来这个系列已经写完了，但是最近学习LS-Dyna时遇到一个子弹网格划分问题，和大家分享。
相较于隐式算法，显示算法的时间步更依赖于网格尺寸，特别是受到最小网格尺寸的制约，所以希望划分出均匀的低阶六面体网格。2020之后的版本的Workbench强化了Mechanical——Mesh功能，特别是多区域方法、面网格映射、膨胀层控制等，使得一些结构不需要分割也你能划分出全六面体单元。
本文仅讨论网格的划分方法，不涉及到具体计算。
实例，一颗子弹的结构化网格。
Step1 新建算例。
在Workbench主界面新建【网格】算例，右击算例【几何结构】——新的SpaceClaim几何结构，进入SC中。
Step2 创建模型。
由于子弹是轴对称模型，仅需建立1/4实体。
在XY平面创建模型，以X轴为模型中心轴线，尺寸如下。
退出草图，【拖动】——【旋转】，建立1/4模型。
Step3 初次划分网格。
退出SC，回到WB主界面，双击网格算例——【网格】，进入Mechanical，尝试划分网格。
全局尺寸设置为1mm。
插入【方法】——【多区域】，所有选项默认，即不允许自由网格。
插入面网格，使用框选工具框选所有面作为对象，一共是5个面。
生成网格后使用单元质量进行检查。
可以看到，网格质量并不高，特别时箭头所指处，网格扭曲较大。而且靠近轴心处一圈单元均为15节点棱柱单元。
优化方案1：切割几何体。
Step4 切割几何体。
返回SC中，使用子弹圆柱与圆弧的过渡线切割模型，模型被分割为两个几何体。
在结构树中选中两个几何体，右击——移到新元件。将它们移到同一个文件夹下，再对文件夹设置拓扑共享。
Step5 再次划分网格。
退出SC，进入Mechanical，删除刚才的网格设置。
插入方法，对象选择所有几何体，方法为多区域，其余选项默认。
插入面网格，使用框选工具框选所有面作为对象，注意中间共享的面也要框选在内，一共是8个面。
从结果可见，所有网格均为20节点六面体网格，且质量较高。
优化方案2：压印处理。
不切割几何体，而是通过压印线，也可以实现上文效果。
Step6 合并几何体。
回到SC中，通过组合工具合并刚才切割的几何体，使它们恢复为一个几何体。
Step7 生成压印线。
选择投影工具，选择过渡线，投影方向选择1/4切割的任一面，目标面按住Ctrl选择1/4切割的两个平面，便生成了压印线，这两个面便被投影线分割。
Step8 再次划分网格。
退出SC，进入Mechanical，删除刚才的网格设置。
插入方法，方法为多区域，其余选项默认。
插入面网格，使用框选工具框选所有面作为对象，一共是7个面。
从结果可见，所有网格均为20节点六面体网格，且质量较高。
拓展，Mechanical虚拟拓扑的应用。
上文的子弹头是尖锐的，不符合实际。
Step1 新建算例和模型。
新建【网格】算例，进入SC中建模，草图如下。注意R2的圆弧与R12圆弧相切，并与轴线垂直。
拉伸为1/4模型。
使用【分割主体】工具，选择圆柱与圆弧的过渡线，分割几何体，分别命名为弹头和弹尾。
使用【移动】工具，选择弹头和弹尾，按住Ctrl，沿着X方向拖动，即复 制模型。
将两组模型中的弹头弹尾各自组合为一个文件夹，分别命名为子弹A和子弹B，并开启文件夹共享。
选择【修复】标签的【合并面】工具，合并子弹B的R12与R2的面，子弹A不处理。
Step2 Mechanical虚拟拓扑。
退出SC，回到WB主界面，双击网格算例——【网格】，进入Mechanical。
右击结构树【模型（B3）】——插入——虚拟拓扑。
点击结构树新生成的【虚拟拓扑】，选择子弹A的弹尖R12和R2的圆弧面——右击——【在选定实体上生成虚拟单元格】。这两个面便被组合为一个虚拟面了，划分网格时将无视它们之间的分割线。
Step3 网格划分。
全局尺寸设置为1mm。
插入【方法】——【多区域】，选择所有几何体为对象，所有选项默认。
插入面网格，使用框选工具框选两个子弹模型的所有面作为对象，一共是16个面。
生成网格。网格显示风格修改为质量。
子弹A的弹头网格如下。
子弹B的弹头网格如下。
可见，通过SC——【合并面】与Mechanical——虚拟拓扑都可以合并分割面，但是虚拟拓扑合并后网格质量更高。
当然此结论只针对本例，不能推广应用。在某些情况，还会遇到SC——【合并面】后的模型无法划分多区域（不允许自由网格）的情况。
以上均是抛砖引玉，更多功能等待您的发掘，由于图惜水平有限，文中难免纰漏百出，敬请指正。
