呕心沥血总结Ansys Workbench网格控制之——全局网格控制(上)
Ansys Workbench网格控制之——全局网格控制
在使用ANSYS Workbench进行网格划分时,全局网格控制可以使用默认的设置,但要进行高质量的网格划分,还需要用户了解全局控制的常用设置,尤其是对于复杂的零部件。
网格全局控制的设置包含了7个组别,分别是Display(显示)、Defaults(缺省设置)、Sizing(尺寸控制)、Quality(质量控制)、Inflation(膨胀控制)、Advanced(高级控制)、Statistics(网格信息)等信息,如下图所示。
全局网格设置
1 显示组
显示组可以用于直观地显示网格质量,各选项的含义将在质量组中详解。
显示组设置
网格质量显示
2 缺省设置组
缺省设置包括Physics Preference物理场选择、Relevance关联度、Element Midside Nodes网格中节点。
缺省设置组
2.1 Physics Preference物理环境选择
划分网格目标的物理环境包括结构分析(Mechanical)、电磁分析(Electromagnetics)、流体分析(CFD)、显示动力学分析(Explicit)等
物理场选择
不同物理场下默认设置如下图
不同的物理环境的默认设置
2.2 Relevance关联度
Relevance数值越小网格越粗疏,即可拖到也可输入值,从-100至100代表网格由疏到密。
虽然Relevance Center是在尺寸参数控制选项里设置的,但由于Relevance需要与其配合使用,故在此一起介绍。Relevance Center是在Relevance数值基础上再次区分粗、中、精。如下图。
Relevance Center与Relevance关系
2.3 Element MIdside Nodes网格中节点
用于设置网格的中节点,dropped为去除中节点,kept为保留中节点。
中节点设置
如果为缺省值Program Controlled则由程序默认控制,以下为实体、壳、梁的网格单元默认值
实体、壳、梁的默认单元
3 Sizing尺寸控制组
尺寸控制组
3.1 Size Function尺寸函数
尺寸功能
Adaptive自适应:此选项为默认值,也是最常使用的设置。此时网格控制的规则为先从边开始划分网格,在曲率比较大的地方自动细化网格,然后产生面网格,最后产生体网格。
Curvature曲率:在有曲率变化的地方网格会自动加密,可以控制曲面处网格的变化,使转角处或孔洞的曲边的网格细化(对直角边不起作用)。第一控制参数是Curvature Normal Angle曲率法向角(默认不细化,若要细化需要手动修改此值),细化的目标是曲边的单独网格跨越Curvature Normal Angle这个角,且小于最小尺寸。
曲率控制(箭头处为细化效果)
Proximity近距:细化临近部位的网格,可以控制狭窄和薄壁处网格层数,但是对曲面往往处理不好。第一控制参数为Num Cells Across Gap狭窄处网格层数,默认3层。细化的目标是狭窄处和薄壁处的网格层数达到Num Cells Across Gap值,且小于Proximity Min Size(近距最小划分尺寸)。
近距控制(箭头处为细化效果)
P&C近距和曲率:即可以控制曲面处网格的变化,也可控制窄薄处网格层数。
Uniform固定:控制网格尺寸最大与最小值,不会根据曲率或窄薄自动划分网格。
3.2 Relevance Center关联中心,见2.2
3.3 Element Size单元尺寸(略)
3.4 Initial size Seed初始尺寸种子
初始尺寸种子设置
Initial Size Seed初始尺寸种子:用来控制每一部件的初始网格种子,此时已定义单元的尺寸会被忽略。上面的解释比较晦涩,其实初始种子就是我们指定程序从哪里开始取值,默认初始种子是Active Assembly(激活的装配体),一般我们不需要去设置。
Active Assembly激活的装配体:该选项为默认选项,初始种子放入未抑制部件,网格可以改变。
Full Assembly全部装配体:选择该设置时,不考虑抑制部件的数量,初始种子放入所有装配部件。由于抑制部件的存在,网格不会改变。
Part零件:选择该设置时,初始种子在网格划分时放入个别特殊部件。由于抑制部件的存在,网格不会改变。
3.5 Transition过渡
用于控制邻近单元增长比,包含 Fast、Slow 两个选项可供选择。通常情况下 CFD、Explicit 分析需要缓慢产生网格过渡,Mechanical、Electromagetics 需要快速产生网格过渡。
Transition过渡
3.6 Span Angle Center跨度中心角
跨度中心角只有在Size Function 关闭时方可使用。用来设定基于边细化的曲度目标。控制网格在弯曲区域细分,直到单独单元跨越这个角,包含 Coarse(粗糙:60°~91°)、Medium(中等:24°~75°)、Fine(细化 12°~36°)三个选项可供选择。
跨度中心角效果
3.7 Automatic Mesh Based Defeaturing自动清理特征与Defeature Size特征尺寸
当Automatic Mesh Based Defeaturing自动清除特征设置为on时会出现Defeature Size特征尺寸项。当边的网格尺寸小于Defeature Size所设的值时,将放大此处的网格。当Defeature Size设置为0(Default)时,表示不清除。
清除特征效果
3.8 其他尺寸设置
当3.1的Size Function尺寸功能设置为非默认时将出现以下选项。
其他尺寸
Min Size 体网格最小尺寸 Max Face Size 面网格最大尺寸 Max Tet Size 体网格最大尺寸 Growth Rate 网格增长率,此项设置后,3.5项Transition过渡设置将不 再起作用。