四面体网格的生成

Ansys_workbench网格划分相关Mesh 网格划分方法—四面体(Patch Conforming和Patch Independent)、扫掠、自动、多区、CFX划分1.四面体网格优点—适用于任意体、快速自动生成、关键区域使用曲度和近似尺寸功能细化网格、可使用边界层膨胀细化实体边界。

缺点—在近似网格密度下，单元和节点数高于六面体网格、不可能使网格在一个方向排列、由于几何和单元性能的非均质性，不适用于薄实体或环形体常用参数—最小和最大尺寸、面和体的尺寸、Advanced尺寸功能、增长比(Growth—对CFD逐渐变化，避免突变)、平滑(smooth—有助于获得更加均匀尺寸的网格)、统计学(Statistics)、Mesh MetricsPathch Conforming—默认考虑几何面和体生成表面网格，会考虑小的边和面，然后基于TGRID Tetra算法由表面网格生成体网格。

作用—多体部件可混合使用Patch Conforming四面体和扫掠方法共同生成网格，可联合Pinch Control 功能有助于移除短边，基于最小尺寸具有内在网格缺陷Patch Independent—基于ICEM CFD T etra算法，先生成体网格并映射到表面产生表面网格。

如果没有载荷或命名，就不考虑面和边界(顶点和边)，此法容许质量差的CAD几何。

作用—可修补碎面、短边、差的面差数，如果面上没有载荷或者命名，就不考虑面和边了，直接将网格跟其它面作一体划。

如果有命名则要单独划分该区域网格体膨胀—直接选择要膨胀的面，就可使面向内径向生成边界层面膨胀—选择要膨胀的面，在选择面的边，就可以向面内膨胀2.扫掠网格体须是可扫掠的、膨胀可产生纯六面体或棱柱网格，手动设置源和目标面，通常一对一，薄壁模型(Src/Trg选择Manual Thin)可自动划分多个面，在厚度方向上划分多个单元。

3.自动化分网格—应该划分成四面体，其与扫掠取决于体是否可扫掠，同一部件的体有一致网格，可程序化控制膨胀4.多区扫掠网格划分—基于ICEM CFD六面体模块，多区划分完后，可给多区添加膨胀5.CFX网格—使用四面体和棱柱网格对循环对称或旋转对称几何划分网格，不考虑网格尺寸或没有网格应用尺寸可使用CFX网格全局网格控制1.Physics Preference 物理设置包括力学(Mechanical)、CFD、电磁(Electromagnetic)、显示(Explicit)分析2.结构分析—使用哪个高阶单元划分较为粗糙的网格。

第五章三维实体网格划分本章讲述三维实体网格划分。

包括三部份内容：●生成四面体网格零件：对实体指定线性或2次四面体网格。

●四面体网格填充器：通过从曲面网格生成四面体网格来对实体划分网格。

●扫描实体网格：通过从曲面网格生成六面体或楔形网格对实体划分网格。

5．1 生成3D零件网格本节说明如何利用四面体网格划分方式生成3D网格。

在【Generative Structural Analysis】（通用结构分析）工作台和【Advanced Meshing Tools】（高级网格划分工具）工作台都有本命令。

依照用户安装的产品不同，显示的选项是不同的：●【Generative Structural Analysis】（通用结构分析）或【FEM Surface】（曲面网格划分）系列产品。

●【FEM Solid】（有限元实体划分）系列产品。

5.1.1 【Generative Structural Analysis】（通用结构分析）或【FEM Surface】（曲面网格划分）系列产品在通常的用户中，一样安装的是第一种情形。

在这种设置下，不管是在通用结构分析工作台仍是高级划分工具工作台，概念3D网格的零件时，弹出的对话框只有两个选项卡。

（1）点击【Meshing Methods】（网格划分方式）工具栏内的【Octree Tetrahedron Mesher】（四面体网格划分器）按钮，如图5－1所示。

若是用户在【Generative Structural Analysis】（通用结构分析）工作台，那么需要点击【Model Manager】工具栏内的【Octree Tetrahedron Mesher】（四面体网格划分器）按钮，如图5－2所示。

图5－1【Octree Tetrahedron Mesher】（四面体网格划分器）按钮图5－2（2）在图形区选择要划分网格的实体零件。

选择后弹出【OCTREE Tetrahedron Mesh】（四面体网格划分器）对话框，如图5－3所示。

ansysworkbenchmeshing⽹格划分总结a n s y s w o r kb e nc hm e s h i n g⽹格划分总结标准化⽂件发布号：（9312-EUATWW-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KIIBase point and delta创建出的点重合时看不到⼤部分可划分为四⾯体⽹格，但六⾯体⽹格仍是⾸选，四⾯体⽹格是最后的选择，使⽤复杂结构。

六⾯体（梯形）在中⼼质量差，四⾯体在边界层处质量差，边界层处⽤棱柱⽹格prism。

棱锥为四⾯体和六⾯体之间的过渡棱柱由四⾯体⽹格被拉伸时⽣成3DSweep扫掠⽹格划：只有单⼀的源⾯和⽬标⾯，膨胀层可⽣成纯六⾯体或棱柱⽹格Multizone多域扫掠⽹格：对象是多个简单的规则体组成时（六⾯体）——mapped mesh type映射⽹格类型：包括hexa、hexa/prism——free mesh type⾃由⽹格类型：包括not allowed、tetra、hexa dominant、hexa core（六⾯体核⼼）——src/trg selection源⾯/⽬标⾯选择，包括automatic、manual source⼿动源⾯选择patch conforming：考虑⼀些⼩细节（四⾯体），包括CFD的膨胀层或边界层识别patch independent：忽略⼀些⼩细节，如倒⾓，⼩孔等（四⾯体），包括CFD 的膨胀层或边界层识别——max element size 最⼤⽹格尺⼨——approx number of elements⼤约⽹格数量mesh based defeaturing 清除⽹格特征——defeaturing tolerance 设置某⼀数值时，程序会根据⼤⼩和⾓度过滤掉⼏何边Use advanced size function ⾼级尺⼨功能——curvature['k??v?t??]曲率：有曲率变化的地⽅⽹格⾃动加密，如螺钉孔，作⽤于边和⾯。

Hypermesh常用操作方法总结PART1 几何清理Point edit面板：1.replace子面板两两合并硬点2.release子面板释放固定点3.add子面板在表面增加固定点以控制网格样式4.project用于将点投影至相对边上5.suppress子面板用于去除硬点1.toggle，equivalence，replace子面板可以合并自由边2.suppress子面板删除多余线条3. edge fillet修改曲线圆角特征Surface面板：创建表面：1.在Geom页中选择surface2. 进入spline/filler子面板3. 取消选择auto create（free edge only）复选框，激活keep tangency复选框（使用keep tangency功能可以保证新创建的面与相邻面平滑过渡）4. 选择线条，点击create创建表面Surface edit 面板：对表面进行分割（以控制网格样式）1. trim with nodes 设定节点分割表面2. trim with lines 画线条分割表面，with cut line 选择surf ，之后drag a cut line画线，点击鼠标中键完成分割 3. trim with surf 用三点法创建表面以分割表面Solid面板：创建实体：1. 在主面板中选择Geom 页，进入solids 面板2. 选择bounding surfs 子面板3. 激活auto select solid surfaces 复选框4. 选择图形区任意一个曲面5. 此时模型所有面均被选中6. 点击Create 按钮，创建实体7. 状态栏提示已经创建一个实体，注意实体与曲面区别是：实体边线线型比曲面边线粗。

Solid edit 面板：分割实体：方法一：利用已有的内部线条将两部分实体分开 1. 进入solid edit 面板节点法 分割表面2. 选择trim with lines子面板3. 在with bounding lines栏下，激活solids选择器。

自由网格划分自由网格划分是自动化程度最高的网格划分技术之一，它在面上（平面、曲面）可以自动生成三角形或四边形网格，在体上自动生成四面体网格。

通常情况下，可利用Hypermesh的2D面板的automesh 来对面和网格单元自动划分。

对于复杂几何模型而言，自动分网方法省时省力，但缺点是单元数量甚至会出现单元不能达到预想的效果，如在某些地方需要较少单元，而在另外的地方需要更多的单元时，通常不容易控制。

因此需要对面进行一些几何分块处理，以得到符合分网工作者的意愿的具有较高计算效率的网格。

对于三维复杂模型只能生成四面体单元，分网效率极高，只要设置相关参数就等得到较好的网格，但是网格数量取决于几何模型的最小特征，网格数量通常非常大，因此为了获得更高的计算效率的有限元网格，通常要对几何模型进行一些处理，和二维情况类似，可以进行分块处理，如进行局部细分。

映射网格划分映射网格划分是对规整模型的一种规整网格划分方法，其原始概念是：对于面，只能是四边形面，网格划分数需在对边上保持一致，形成的单元全部为四边形；对于体，只能是六面体，对应线和面的网格划分数保持一致；形成的单元全部为六面体。

目前大多数分网软件对这些条件有了很大的放宽，包括：面可以是三角形、四边形、或其它任意多边形。

面上对边的网格划分数可以不同，但有一些限制条件。

面上可以形成全三角形的映射网格。

体可以是四面体、五面体、六面体或其它任意多面体。

体上对应线和面的网格划分数可以不同，但有一些限制条件。

对于三维复杂几何模型而言，通常的做法是利用线面切割功能，将其切割成一系列四、五或六面体，然后对这些切割好的体进行映射网格划分。

当然，这种纯粹的映射划分方式比较烦琐，需要的时间和精力较多，但能保证较高的网格质量。

拖拉、扫略网格划分对于由面经过拖拉、旋转、偏移等方式生成的复杂三维实体而言，可先在原始面上生成壳单元形式的面网格，然后在生成体的同时自动形成三维实体网格。

对于已经形成好了的三维复杂实体，如果其在某个方向上的拓扑形式始终保持一致，则可用扫略网格划分功能来划分网格；这两种方式形成的单元几乎都是六面体单元。

水道STAR-CCM+分析过程一、前处理1、导入面网格选择面网格文件导入模式，选择创建新零部件，其他保持默认下图为导入的水道的几何视图PRT001在零部件中的上，右键，选择修复表面保持默认设置点击右下方的执行，查找有问题的面下面两幅图是显示的有问题的面或者线，其中的2和3是无关紧要的，取消勾选，并且可以看出第1项（穿刺面）有一个错误，从下面的第三幅图也可以看出。

一定要做但是很基础，有穿刺的面（关于表面的修复是个比较费时且复杂的活，好）通过观察把相应的面删除选中需要删除的面之后，点击删除面，ctrl键，并多选这几条曲线（需要构成一个回路）下图为删除之后的面，按住选择填充孔，就可以把这个面补上。

下图为填上的面，此时穿刺面已经没有了，并且没有自由边了。

2、拆分表面因为建立这个模型的时候，表面分的比较多，所以可以先合并表面，在拆分表面之前，把所有的表面全部选上，右键，点击结合。

有两种方法可以拆分表面方法1 直接在表面选择以角度分割选择根据角度进行分割70（根据模型的形状进行设定，根据经验）点击确定把角度改成下图为根据角度分割出的六个表面（一会还有根据表面的类型和用途，进行合并）下图是把表面按类型进行结合和重新命名之后的图方法2 在修复表面里进行表面拆分右键零部件PRT0001，点击修复表面选择一个面（双击一个面，软件会自动的根据一些规则把这个面全选上）在组织里，按图中的设置勾选，点inlet）点击新建，会出现右边的对话框，输入这个面的名字（在这里命名为击确定。

点击修改，即可储存这个零件表面命名的设置其他几个面和这个方法一样，不再赘述。

．如果有零件没有出现，可能是由于以下几种原因可能是几何场景没有打开，双击即可打开几何场景，并且要检查几何和轮廓的可见性，在几何和轮廓右击，即可切换可见性。

如果看到几何场景已经打开，但是看不到零件拖拽零件到几何场景中，释放鼠标，选择添加到几何（几何是三维表面图，轮。

廓是轮廓线）如果单一表面不出现，也是通过拖拽进行显示的。