Ansys15.0workbench网格划分教程.pdf

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1、第3章Workbench网格划分导言几何模型创建完毕后，需要对其进行网格划分以便生成包含节点和单元的有限元模型。网格划分在ANSYSWorkbench15.0中是一个独立的工作平台，它可以为ANSYS不同的求解器提供对应的网格文件。有限元分析离不开网格的划分，网格划分的好坏将直接关系到求解的准确度以及求解的速度。网格划分的目的是对CFD（流体）和FEA（结构）模型实现离散化，是把求解域分解成可得到精确解的适当数量的单元。学习目标★了解ANSYSWorkbench网格划分平台★掌握四面体网格的划分方法★掌握ANSYSWorkben

2、ch网格参数的设置★掌握扫掠网格划分的方法★掌握多区网格划分的方法3.1网格划分平台ANSYSWorkbench中提供ANSYSMeshing应用程序（网格划分平台）的目标是提供通用的网格划分格局。网格划分工具可以在任何分析类型中使用。FEA仿真：包括结构动力学分析、显示动力学分析（AUTODYN、ANSYSLS/DYNA）、电磁场分析等。CFD分析：包括ANSYSCFX、ANSYSFLUENT等。3.1.1网格划分特点在ANSYSWorkbench中进行网格划分，具有以下特点：ANSYS网格划分的应用程序采用的是Divi

3、de&Conquer（分解克服）方法。几何体的各部件可以使用不同的网格划分方法，亦即不同部件的体网格可以不匹配或不一致。所有网格数据需要写入共同的中心数据库。3D和2D几何拥有各种不同的网格划分方法。ANSYSWorkbench15.0从入门到精通3.1.2网格划分方法ANSYSWorkbench中提供的网格划分法可以在几何体的不同部位运用不同的方法。1．对于三维几何体对于三维几何体（3D）有如图3-1所示的几种不同的网格划分方法。图3-13D几何体的网格划分法（1）自动划分法（Automatic）自动设置四面体或扫掠网格

4、划分，如果体是可扫掠的，则体将被扫掠划分网格，否则将使用Tetrahedrons下的PatchConforming网格划分器划分网格。同一部件的体具有一致的网格单元。（2）四面体划分法（Tetrahedrons）四面体划分法包括PatchConforming划分法（Workbench自带功能）及PatchIndependent划分法（依靠ICEMCFDTetraAlgorithm软件包实现）。四面体划分法的参数设置如图3-2所示。图3-2四面体划分法的参数设置PatchIndependent网格划分时可能会忽略面及其边界，若在面

5、上施加了边界条件，便不能忽略。它有两种定义方法：MaxElementSize用于控制初始单元划分的大小；ApproxnumberofElements用于控制模型中期望的单元数目（可以被其他网格划分控制覆盖）。当MeshBasedDefeaturing设为ON时，在DefeaturingTolerance选项中设置某一数值时，程序会根据大小和角度过滤掉几何边。56第19章多物理场耦合分析（3）六面体主导法（HexDominant）首先生成四边形主导的面网格，然后得到六面体，最后根据需要填充棱锥和四面体单元。该方法适用于不可扫掠的体

6、或内部容积大的体，而对体积和表面积比较小的薄复杂体、CFD无边界层的识别无用。（4）扫掠划分法（Sweep）通过扫掠的方法进行网格划分，网格多是六面体单元，也可能是楔形体单元。（5）多区划分法（MultiZone）多区及扫掠划分网格是一种自动几何分解方法。使用扫掠方法时，元件要被切成3个体来得到纯六面体网格。2．对于面体或壳二维几何对于面体或壳二维（2D）几何，ANSYSWorkbench提供的网格划分方法有：四边形单元主导（QuadDominant）。三角形单元（Triangles）。均匀四边形/三角形单元（Unifor

7、mQuad/Tri）。均匀四边形单元（UniformQuad）。3.1.3网格划分技巧不同的软件平台，网格的划分技巧也是不同的，针对ANSYSWorkbench网格划分平台，网格的划分技巧如下。1．对于结构网格可以通过细化网格来捕捉所关心部位的梯度（包括温度、应变能、应力能、位移等）。结构网格大部分可划分为四面体网格，但首选网格是六面体单元。有些显式有限元求解器需要六面体网格。结构网格的四面体单元通常是二阶的（单元边上包含中节点）。2．对于CFD网格可以通过细化网格来捕捉关心的梯度（包括速度、压力、温度等）。网格的

8、质量和平滑度对结果的精确度至关重要（提高网格质量和平滑度会导致较大的网格数量，通常以数百万单元计算）。大部分可划分为四面体网格，但首选网格是六面体单元。CFD网格的四面体单元通常是一阶的（单元边上不包含中节点）。3．网格划分的注意事项网格划分时需要注意细节