全局网格

何处加密:

对于固体在有圆弧及孔洞的地方应该加密网格,因为这些地方存在应力集中;对于流体要在壁面涉及传热、结构突变时进行局部加密或建立膨胀层。

应力集中:物体形状发生急剧变化的地方,如孔洞、沟槽处,容易产生应力局部增高的现象

网格类型:

结构化网格:指形状为六面体的网格,注意,结构化网格一定是六面体,但六面体网格不一定是结构化网格。一般在流体流动方向一致时有较好作用,但若流场比较复杂,流动方向有若干,那么六面体网格优势不在明显,若流场内部有很多不确定方向的旋流,用四面体或六面体网格区别不大(六面体相对于四面体网格划分需要更久的时间)。

四面体网格:mesh的默认选择,具有快速、适用于复杂几何结构;步骤简单,只需定义尺寸即可进行生成。

注意:在划分网格后,要记得对结构的流入流出口进行命名选择。

高级尺寸函数:

高级尺寸函数包含曲率捕获与邻近度捕获,具有高优先级。当使用了高级尺寸函数,那么相关度及粗糙精细度设置就会失效【新版没有该选项】。高级尺寸函数非必要可以不进行选择,选择的话一般只用选择一个即可,因为该函数会消耗大量计算时间。

曲率控制函数:

在圆弧及圆角结构处进行加密。

其参数设置有曲率法向角度设置与曲率最小尺寸设置,程序会在设置完毕进行网格划分中优先选择两者中网格最大的那一种设置。如对于一个圆,若角度选择1,那么会在将该圆边处划分360个网格,若圆边周长为360,则每个网格边长为1;若曲率最小尺寸设置大于计算得到的1,那么程序会选择曲率最小尺寸而不会按照曲率法向角度进行网格划分。随后该处网格会按照增长率不断增长网格尺寸,直至达到设定的尺寸上限。

如图所示,在内圆由红色的最小尺寸网格向外圆依次膨胀,直至达到最大尺寸。

下图展示未选择捕获曲率和有选择捕获曲率的差异,其余选项均默认

 捕获邻近度:

捕获邻近度函数一般用于流体网格划分中,它可以定义两个相邻边或面之间的网格层数,可以作为流体穿过某狭窄裂缝时使用,达到对于该处流体网格加密处理的效果。

膨胀层设置:

对于流体仿真来说尤为重要,在壁面处由于粘性会出现无滑移条件,并生成边界层,在边界层内呈现粘性流体运动,壁面法向方向具有较大的速度梯度,而边界层以外粘性力相对于惯性力可以被忽略,因此可以视作无粘流动进行计算。由此,在mesh网格划分中,需引入膨胀层,膨胀层数量默认为5层,一般遵从默认设置即可,关于算法选项中的前处理或后处理,前处理指使用六面体进行膨胀层网格的划分,可匹配流体网格中的六面体及四面体;后处理指使用四面体进行膨胀层网格划分,只能匹配流体网格中的四面体。

对于高级选项,在膨胀层出现冲突时,即两个结构的膨胀层出现重合现象,可进行膨胀层降层处理或压缩处理来解决。

局部网格

尺寸调整

其设置界面如下:

在定义中抑制的都选否即可 ,选是的话网格划分时就会忽略该结构,在类型里可以选择单元尺寸,这样就可以像全局设置那样进行局部设置。或者选择影响范围

若选择了影响范围,则需建立一个坐标系,然后球心位置选择该坐标系并设置半径等,如图

 根据设置有红色范围。进行网格划分后可见红色区域的网格非常的密,这是因为我将红色区域单元尺寸设置为0.1mm。

 同时几何结构选择不光可以选择面也可以选择点,边,体等,效果类似。

映射面

点击该选项可以看到可映射面,即绿色部分。

 对该区域进行面网格划分,选择分区数量为6,可以看到蓝色部分被分成六层网格

 

 一般该设置用于对具有孔洞的映射面,如管道,来进行网格划分,效果较佳,如下图,它与自由网格划分的最大区别在于节省了存储空间,单元网格分布均匀。

复杂装配体的网格划分

对于有多个部件组成的复杂装配体,若正常情况下网格划分无法达到期望,则可以采用虚拟拓扑的方式添加虚拟边和虚拟面。

 

 

虚拟拓扑实际上是为了进行更好的网格划分而进行相邻边的合并,把相邻面定义为一个面,这样可以有利于网格划分质量的提升。 

网格划分方法

在局部网格划分中的方法选项,可以对某子部件进行指定的网格划分算法,算法主要有自动网格划分、四面体主导的网格划分、六面体主导的网格划分、扫掠网格划分、多区域网格划分。

自动网格划分:
    程序基于几何的复杂性自动检测实体,对可以扫掠的部分采用扫掠方法进行六面体网格划分,不能扫掠的地方采用四面体网格划分。

 在单元的阶设置中有三个选项,使用全局设置、即单元阶和全局设置中的一样,线性和二阶,一般对于曲面结构选择二阶即可,二阶和线性的区别在于二阶具有中间节点。

六面体主导:
    并不会全部生成六面体,而是先生成四边形主导的面网格再得到六面体,再按需要填充棱锥及四面体单元,该方法对于不可扫掠的体且要得到六面体网格时使用,对内部容积大的体有用,但对体积和表面积比小的薄复杂体无用。

四面体主导:

补丁适形: 补丁适形会考虑到小特征,它会对模型所有的面和边进行网格划分,对于多体部件可能会结合扫掠方法生成四面体和六面体混合网格,且具有高级尺寸功能,是由表面网格向体网格进行划分

补丁独立:若想忽视小特征可以采用补丁独立方法,它是先划分体网格再划分面网格,可以在高级选项中选择加密的高级尺寸函数及其他尺寸设置函数。开启基于网格的特征清除便可通过设置最小尺寸来清除小特征,即小特征的尺寸小于最小尺寸时边被忽略。

扫掠网格:

 对可以扫掠的实体在指定方向上扫掠面网格,生成六面体单元或棱柱单元,可通过该选项查看可扫掠面

 网格质量评定

单元质量越接近于1越好,一般平均值大于0.5即可进行计算,长宽比越接近1越好,即每个网格的每条边一样长,但那是理想情况实际中小于20即可
平行偏差要控制在70以内,最大顶角表示了单元网格任意两边之间的夹角,要求小于150,扭曲度代表了单元网格的偏斜程度,需小于0.5。

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