ANSYSMeshing高级网格划分技术

01网格划分方法（ANSYSMeshing）专注于仿真分析和振动分析00 导读本文主要介绍 ANSYS Meshing 局部控制的网格划分方法。

01 研究背景ANSYS Meshing 网格划分可以分为全局控制和局部控制。

局部控制的优先级高于全局控制。

当划分对象缺少局部控制时，软件会执行全局控制。

02 局部控制局部控制选项如下图所示。

03 实体网格实体几何模型的网格划分方法如下图所示。

Automatic：自动，首先对实体尝试扫掠(Sweep)方法划分网格，如果不适合则采用四面体(Tetrahedrons)方法划分网格。

Tetrahedrons：四面体，该方法对实体形状规则性基本无要求。

包含两种算法。

Patch Conforming 算法先在实体上生成面网格，然后再生长为体网格。

Patch Independent 算法先在实体内生成体网格，然后再蔓延到表面。

Hex Dominant：六面体为主，该方法对实体形状规则性要求不高。

生成以六面体为主的体网格，其中可能会存在四面体网格等。

Sweep：扫掠，该方法要求实体形状规则。

先在源面上生成面网格，然后沿着实体的某个方向扫掠成体网格，主要生成六面体网格，其中可能会存在三棱柱网格。

MultiZone：多区域，该方法要求实体形状大致规则。

多区域划分方法自动将实体进行虚拟切分成规则实体以适合扫掠。

Hexa-生成纯六面体网格。

Hexa/Prism-生成六面体和三棱柱网格。

Prism-生成纯三棱柱网格。

Program Controlled-自动使用Uniform或Pave。

Uniform-生成均匀的体网格。

Pave-会考虑曲率。

Not Allowed-不允许。

Tetra-允许使用四面体网格划分。

Tetra/Pyramid-允许使用四面体网格划分，并且在表面一层为金字塔网格。

Hexa Dominant -允许使用六面体为主网格划分。

Hexa Core-允许使用六面体核心网格划分。

3.2 Meshing网格划分详解89
图3-25 网格划分物理参照设置
（4）Explicit：为显示动力学分析软件提供网格划分，如AUTODYN及LS-DYNA 求解器。

3.2.2 Meshing网格划分方法
对于三维几何体来说，ANSYS Mesh有以下几种不同的网格划分方法。

（1）Automatic（自动网格划分）。

（2）Tetrahedrons（四面体网格划分）。

当选择此选项时，网格划分方法又可细分为两种。

①Patch Conforming法（Workbench自带功能）：其特点如下。

●默认时考虑所有的面和边（尽管在收缩控制和虚拟拓扑时会改变且默认损伤外貌
基于最小尺寸限制）；
●适度简化CAD（如native CAD，Parasolid，ACIS等）；
●在多体部件中可能结合使用扫掠方法生成共形的混合四面体/棱柱和六面体网格；
●有高级尺寸功能；
●表面网格→体网格。

②Patch Independent法（基于ICEM CFD软件）：其特点如下。

●对CAD有长边的面、许多面的修补、短边等有用；
●内置defeaturing/simplification基于网格技术；
●体网格→表面网格。

（3）Hex Dominant（六面体主导网格划分）。

当选择此选项时，Mesh将采用六面体单元划分网格，但是会包含少量的金字塔单元和四面体单元。

常用高级网格划分方法随着ANSYS功能的越来越强大和计算机性能的飞速提高，有限元分析向着大型化、复杂化的方向发展，而划分网格的观念也需要逐渐从二维模型向三维模型上上转变。

这里主要描述三种常见的高级划分网格的方法，正确的理解和掌握这些划分网格的思想对于二次开发者来说非常的重要。

1）延伸网格划分延伸网格划分是指将一个二维网格延伸生成一个三维网格；三维网格生成后去掉二维网格，延伸网格划分的步骤大体包括：先生成横截面、指定网格密度并对面进行网格划分、拖拉面网格生成体网格、指定单元属性、拖拉、完成体网格划分、释放已选的平面单元。

这里通过一个延伸网格划分的简单例子来加深对这种网格划分的理解。

图1 延伸网格划分举例建立如图1所示的三维模型并划分网格，我们可以先建立z方向的端面，然后划分网格，通过拖拉的方法在z方向按照图中所示尺寸要求的三维模型，只需一部操作便能够完成从二维有限元模型到三维有限元模型的转化。

2）自由网格与映射网格划分映射网格划分和自由网格划分是ANSYS里最常用的两种网格划分方法。

自由网格是面和体网格划分时的缺省设置，生成自由网格比较容易主要步骤：a、导出MeshTool 工具, 划分方式设为自由划分；b、推荐使用智能网格划分进行自由网格划分, 激活它并指定一个尺寸级别. 存储数据库。

c、按Mesh 按钮开始划分网格，按拾取器中[Pick All] 选择所有实体(推荐)。

或使用命令VMESH,ALL 或AMESH,ALL。

映射网格划分由于面和体必须满足一定的要求,生成映射网格不如生成自由网格容易但能够生成更规则的有限元模型。

映射网格划分时实体模型必须满足以下条件：a、面必须包含3 或4 条线(三角形或四边形)；b、体必须包含4, 5, 或6 个面(四面体, 三棱柱, 或六面体)；c、对边的单元分割必须匹配；d、对三角形面或四面体, 单元分割数必须为偶数。

3）层状网格划分层状网格划分主要应用于2D分析生成线性过渡的自由网格，这种方法广泛应用于有以下特点的模型：平行于边线方向的单元尺寸相当、垂直于边线方向的单元尺寸和数目急剧变化、当分析要求边界单元高精度。

【流体】ANSYSmeshing网格划分之-入门3-总体网格控制参数详解（上）1.Defaults2.Sizing3.Inflation4.Assembly Meshing5.Patch conforming Options6.Patch Independent Options7.Advanced8.Defeaturing9.Statistics1、Defaults点击Defaults左边的+号，展开Defaults。

可以看到，有三个选项。

可以看出Defaults主要是设置网格适用软件。

1.1 Physics Preference根据仿真需求，选择网格划分的参考。

因为不同分析类型对网格的划分要求是不同的，例如粗糙度，边界层是否需求，网格过度平滑等。

当你选择了分析类型后，ANSYS Meshing会提供默认选项，帮助更好划分所需网格。

下面是ANSYS Meshing物理场网格默认选项。

这里，我们的教程系列是流体力学网格，所以选择CFD类型。

1.2、Solver Preference网格求解器类型。

提供了3种ANSYS中的流体力学仿真软件。

这里我们用Fluent仿真，选择Fluent即可。

1.3、Relevance网格相关度，数值可以设置-100到100，表示由疏到密。

下面这幅图是来自网上显示网格相关度对网格疏密的影响。

但是，我尝试自己划分看看效果，发现并没有效果，改变不了网格疏密。

下图中，将相关性数值由0改到100，发现网格并没有变密，只是面网格分布发生一些微小变化而已。

其实，个人觉得这个数值没必要改，想要网格加密的话，修改网格大小或者局部加密即可。

2、Sizing在这里设置网格全局划分的尺寸参数。

2.1 Use Advanced Size Function高级尺寸功能，ANSYS Meshing提供了5种高级尺寸功能。

当你选择不同的尺寸功能时，尺寸参数的设置会跟着变化。

•Off-关闭高级尺寸功能，只能设置•Curvature-可以控制曲面网格的变化，细化转角处网格•Proximity-控制几何狭窄处的网格层数。