ANSYS网格质量检查

ANSYS 如何评估网格密度 (转载，略有修改)2011-10-09 09:01:29| 分类：ANSYS 一般 | 标签：ansys评估网格密度 |字号订阅有限元分析，也称FEA，它把结构分解成离散的单元，然后组合这些单元并求解得到最终的结果，它是一种常用的近似技术。

其结果的精度取决于单元的尺寸和分布，粗的网格往往其位移结果偏小，甚至比实际结果低20% 到40%。

所以必须保证单元足够小、考虑模型更多细节，以得到较好的结果。

由于粗的网格得到的结果是非保守的，因此我们要认真查看结果，以确定它与实际差多远。

很幸运，有几种技术帮助分析人员来判断其误差有多少。

有些很早就被采用了，而有些是近几年才发展起来的。

最早和最明显的技术是用分析人员对结果判断的经验来估计网格的质量，以确定网格是否合理，如通过看云图是否与物理现象相一致，如果云图线沿单元的边界或与实际现象（如：全息技术、脆性涂层、或其他实验技术）不一致，那么很有可能结果是不正确的。

你可以观看云图，回忆一下是否与先前某种模型分析相似，而在那儿在后续的分析中发现是某个量的错误。

你可以运用你的分析经验和你该问题的了解确定计算机上看到的结果是否达到精度，当然这种方法极端主观。

更多的评价网格误差的方法是通过比较平均的节点结果和不平均的单元结果，ANSYS 提供了两条显示结果的命令：PLNS 和PLES，前者是显示平均的节点结果、后者是显示不平均的单元结果。

它们的差别是什么？PLNS 命令是计算节点结果，它是通过对该节点周围单元结果的平均得到的，分析结果是基于单元高斯积分点的值，然后外插得到到每个节点，因此在给定节点周围的每个单元都由自己单元计算得到，所以这些节点结果通常是不相同的；PLNS 命令在显示结果前将每个节点的所有结果进行了平均，所以看到的应力云图是以连续的方式从一个单元过渡到下一个单元。

而PLES 命令不对节点结果平均，所以在显示云图时单元和单元之间是不连续的。

第3章Workbench网格划分3.1 网格划分平台ANSYS Workbench中提供ANSYS Meshing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、ANSYS LS/DYNA）、电磁场分析等。

●CFD分析：包括ANSYS CFX、ANSYS FLUENT等。

3.1.1 网格划分特点在ANSYS Workbench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Divide & 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。

ANSYS Workbench 15.0从入门到精通ANSYS Workbench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3-1 3D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Patch Conforming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Patch Conforming划分法（Workbench自带功能）及Patch Independent划分法（依靠ICEM CFD Tetra Algorithm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Patch Independent网格划分时可能会忽略面及其边界，若在面上施加了边界条件，便不能忽略。

ANSYSWorkbench使⽤中99%的时候都会⽤到的操作本⽂源⽂来⾃公众号CAD初学者结合个⼈经验，介绍⼀些ANSYS Workbench使⽤过程中的⼀些实⽤操作，主要包括：印记⾯建⽴、局部⽹格信息读取、求解设置（载荷步、并⾏计算、求解过程信息查看）以及结果后处理（节点结果输出、Surface、Path等）。

1 模型中的印迹⾯经典版的ANSYS中，可以直接施加载荷在节点上从⽽实现某个局部范围上的载荷施加，但在ANSYSWorkbench中就不怎么⽅⾯。

Workbench中有⼀个功能可以实现在局部区域施加载荷，即创建Imprint face（印记⾯功能）。

该功能须在Geometry中进⾏编辑，随后在Mechanical中将载荷局部施加在所创建的印记⾯上。

对于外部导⼊的模型，geometry编辑时，先对操作对象进⾏解冻（Unfreeze），若为geometry所建模型则⽆需此操作。

根据需求，在所需平⾯内绘制载荷施加形状，这⾥为圆。

在modeling中对该草图进⾏拉伸，在拉伸选项中选择Imprint Face并generate。

完成印记⾯的添加如下：2 ⽹格2.1 ⽹格质量检查在Mesh→Statistics→Mesh metric中，可选择不同项对单元⽹格质量进⾏综合评估。

常⽤的包括单元质量（ElementQuality）、单元长宽⽐（AspectRatio）、雅克⽐（JacobianRatio）以及最⼤⾓度（MaximumCorner Angle）等。

通过合理的⽹格划分⽅法，综合考虑这⼏项单元质量指标，有助于计算过程的顺利进⾏（尤其是遇到⾮线性求解）。

⽹格质量：单元长宽⽐：单元雅克⽐：单元最⼤顶⾓：2.2 局部⽹格信息输出对于局部区域的⽹格信息，可通过建⽴Named selection导出信息。

右键选择Named Selection选项，选择Export，导出txt⽂件，即可得到该区域的⽹格及其节点信息，包括单元编号、单元类型、节点编号。

ANSYS 入门教程（5) - 网格划分技术及技巧之网格划分技术及技巧、网格划分控制及网格划分高级技术第 3 章网格划分技术及技巧3。

1 定义单元属性单元类型 / 实常数 / 材料属性 / 梁截面 / 设置几何模型的单元属性3。

2 网格划分控制单元形状控制及网格类型选择 / 单元尺寸控制 / 内部网格划分控制 / 划分网格3。

3 网格划分高级技术面映射网格划分 / 体映射网格划分 / 扫掠生成体网格 / 单元有效性检查 / 网格修改3.4 网格划分实例基本模型的网格划分 / 复杂面模型的网格划分 / 复杂体模型的网格划分创建几何模型后，必须生成有限元模型才能分析计算，生成有限元模型的方法就是对几何模型进行网格划分，网格划分主要过程包括三个步骤:⑴定义单元属性单元属性包括:单元类型、实常数、材料特性、单元坐标系和截面号等。

⑵定义网格控制选项★对几何图素边界划分网格的大小和数目进行设置；★没有固定的网格密度可供参考;★可通过评估结果来评价网格的密度是否合理。

⑶生成网格★执行网格划分,生成有限元模型；★可清除已经生成的网格并重新划分；★局部进行细化。

3。

1 定义单元属性一、定义单元类型1。

定义单元类型命令：ET, ITYPE， Ename， KOP1, KOP2， KOP3， KOP4， KOP5, KOP6, INOPR ITYPE —用户定义的单元类型的参考号。

Ename —ANSYS 单元库中给定的单元名或编号，它由一个类别前缀和惟一的编号组成,类别前缀可以省略，而仅使用单元编号。

KOP1～KOP6 - 单元描述选项，此值在单元库中有明确的定义，可参考单元手册。

也可通过命令KEYOPT进行设置。

INOPR —如果此值为 1 则不输出该类单元的所有结果。

例如：et,1,link8 ！定义 LINK8 单元,其参考号为 1；也可用 ET，1，8 定义et,3,beam4 ! 定义 BEAM4 单元,其参考号为 3；也可用 ET,3，4 定义2. 单元类型的 KEYOPT命令：KEYOPT, ITYPE, KNUM, VALUEITYPE - 由ET命令定义的单元类型参考号。

ANSYS CFD 流体工程师认证考试V1.0—ANSYS MESHING的网格划分ANSYS MESHING的网格划分1. 准确理解网格的细密度和网格质量对计算结果的影响；2. 掌握使用Sizing选项对网格密度做整体控制；3. 掌握四面体、六面体、CutCell、三角形、四边形的网格划分方法，正确使用Sweep、Multizone、Uniform等方法获得高质量的网格；4. 掌握使用Inflation选项生成高质量的边界层网格；5. 掌握对模型各部分的网格做局部精细的控制；6. 掌握使用Mesh Metrics工具来检查网格质量，并初步了解软件中对网格质量判断采用的准则；一、网格的细密度和网格质量对计算结果的影响1）网格质量参数：Skewness （不能高于0.95，最好在0.90以下；越小越好）Change in Cell-Size （也是Growth Rate，最好在1.20以内，最高不能超过1.40）Aspect Ratio （一般控制在5：1以内，边界层网格可以适当放宽）Alignment with the Flow（就是估计一下网格线与流动方向是否一致，要求尽量一致，以减少假扩散）2）网格质量对于计算收敛的影响：高Skewness的单元对计算收敛影响很大，很多时候计算发散的原因就是网格中的仅仅几个高Skewness的单元。

举个例子：共有112,000个单元，仅有7个单元的Skewness超过了0.95，在进行到73步迭代时计算就发散了！高长宽比的单元使离散方程刚性增加，使迭代收敛减慢，甚至困难。

也就是说，Aspect Ratio尽量控制在推荐值之内。

3）网格质量对精度的影响：相邻网格单元尺寸变化较大，会大大降低计算精度，这也是为什么高连续方程残差的原因。

网格线与流动是否一致也会影响计算精度。

4）网格单元形状的影响：非结构网格比结构网格的截断误差大，因此，为提高计算精度计，请大家尽量使用结构网格，对于复杂几何，在近壁这些对流动影响较大的地方尽量使用结构网格，在其他次要区域使用非结构网格。