ANSYS网格划分的基本法法及技巧

"ANSYS网格划分的基本方法和技巧" 网格划分是有限元方法中的一个关键步骤，它直接影响着计算结果的精度和效率。ANSYS 提供了多种网格划分方法，包括自由网格划分、映射网格划分、扫略网格划分和混合网格划分等。以下是对这些方法的详细介绍和技巧。 一、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，它可以在面上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，可以利用 ANSYS 的智能尺寸控制技术（SMARTSIZE 命令）来自动控制网格的大小和疏密分布，也可以进行人工设置网格的大小（AESIZE、LESIZE、KESIZE、ESIZE 等系列命令）并控制疏密分布以及选择分网算法等（MOPT 命令）。 自由网格划分的优点是可以快速生成网格，但是缺点是单元数量通常会很大，计算效率降低。同时，由于这种方法对于三维复杂模型只能生成四面体单元，为了获得较好的计算精度，建议采用二次四面体单元（92 号单元）。 二、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。 在 ANSYS 中，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。 对于三维复杂几何模型而言，通常的做法是利用 ANSYS 布尔运算功能，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。 面的三角形映射网格划分往往可以为体的自由网格划分服务，以使体的自由网格划分满足一些特定的要求。 三、拖拉、扫略网格划分 对于由面经过拖拉、旋转、偏移（VDRAG、VROTAT、VOFFST、VEXT 等系列命令）等方式生成的复杂三维实体而言，可先在原始面上生成壳（或 MESH200）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（人工或全自动）扫略网格划分（VSWEEP 命令）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。 四、混合网格划分 混合网格划分即在几何模型上，根据各部位的特点，分别采用自由、映射、扫略等多种网格划分方式，以形成综合效果尽量好的有限元模型。混合网格划分方式要在计算精度、计算时间、建模工作量等方面进行综合考虑。 通常，为了提高计算精度和减少计算时间，应首先考虑对适合于扫略和映射网格划分的区域先划分六面体网格，这种网格既可以是线性、也可以是二次的，选择哪种网格取决于实际情况。 网格划分是有限元方法中的一个关键步骤，选择合适的网格划分方法和技巧对计算结果的精度和效率有着至关重要的影响。