11实体单元网格划分--岳国辉
实体单元网格划分
岳国辉
长城汽车股份有限公司技术研究院
实体单元网格划分
Solid Element Meshing
岳国辉
(长城汽车股份有限公司技术研究院CAE部)
摘要:运用HyperMesh中的3D实体单元网格划分的多种功能，介绍了几种典型几何特征的划分思路，为以后进行类似网格划分工作提供参考，同时也验证了HyperMesh在划分实体网格方面的强大功能。
关键词:HyperMesh 实体单元座椅垫连杆离合器壳
Abstract Applying the 3D solid mesh functions under the HyperMesh, a few typical mesh methods for several geometry characters are introduced. These mesh methods provide some references for the future similar works, and validate the HyperMesh powerful ability in solid meshing.
Key words:HyperMesh，solid mesh，chair mats，connecting rod，clutch shell
1 概述
计算机辅助工程(CAE)在汽车行业应用已有很多年了，许多有限元理论及软件都得到了成熟运用。但到目前为止，分析结果的精度很大程度上还是要靠前处理有限元模型的准确度来控制，而且在一个完整的有限元分析过程中，通常前处理都要占据百分之七八十的时间。所以对CAE技术运用者来说前处理能力的提高也就显得尤为重要了。而前处理能力的提高还需要有合适的前处理软件作保证，在众多前处理软件中美国Altair公司的HyperMesh是其中的佼佼者。像在板壳单元、实体单元、焊接单元等的创建，以及与其它软件的接口等方面，都能表现出良好的性能。其中尤其是在实体单元的划分方面有其独特的优势，以下将通过几个比较典型的实例来详细说明，同时也可以为以后再进行类似工作提供解决思路。
2 实例描述
2.1 座椅垫实体几何的网格划分
本例将通过一套座椅垫实体网格划分来介绍在HyperMesh8.0中新增加的处理实体几何的功能。
如图1所示是一套座椅垫，原始几何只有外表面的一层壳几何，而且几何形状也不规则，在以前不能处理实体几何的时候，一般处理方法是首先几何清理，然后通过添加一些辅助面构成封闭壳体，再根据经验把大块儿体分成相对较规则的若干小块儿，最后可以运用3D子面板中的Solid map-general或Linear solid等工具先把各个小块儿划分网格，然后再把各个小块缝合到一起。这样做的不足是一方面需要做大量的辅助面，另一方面在划分各个小块儿时需要考虑最后缝合时的节点对应问题。通过观察几何模型发现，虽然座椅垫几何形状不规则，但它没有局部突出或相贯的几何特征，所以可以考虑把板壳几何封闭后生成实体几何，再通过几何清理后得到如图2所示的几何体，运用3D子面板中的Solid map- volume工具，设置好相关参数后就可以自动划分出以六面体为主五面体为辅的实体网格。而且软件自动划分的网格能够完全与几何贴合，网格质量还比较好，只需稍微调整一下后就可以全部达到网格质量要求。现在整个过程所花费的时间比以前要节省70％以上。
图1 座椅垫板壳几何图2 实体几何与实体网格
2.2 考虑油道特征的连杆实体网格划分
以下将通过某发动机连杆的实体网格划分实例，简单介绍一下不连续特征处的过渡处理方法。
图3 某发动机连杆实体网格图图4 连杆大头油道位置图
图5 连杆体内油道特征图图6 油道特征网格划分思路图
如图3所示是某发动机连杆总成划分后的实体网格图，连杆本身体积很小但其上布置的几何特征却很多，考虑到该连杆大部分特征都是对称的，所以确定划分思路为，先取连杆带油道特征的四分之一部分划分实体网格，然后把不对称的局部特征重新修改，最后把四块儿缝合到一起。取出四分之一连杆后再观察其特点发现，两头特征比较复杂中间过渡比较平缓，所以决定把四分之一连杆从中间断开，由中间断面先向大头部分划分，之后用中间断面已存在的面网格向小头部分划分。
在由中间断面向大头部分划分的过程中，如图4、5所示需要经过油道特征的过渡，即要考虑连杆外表面的平滑过渡又要保留油道特征的完整，所以此处的顺利过渡将是本次连杆实体网格划分工作的最大难点。图6显示了一种划分思路，如图所示先把连杆外表面的特征曲线投影到对称中面上，在被分割的对称中面上划分壳网格，然后在划分好的面网格上割出油道平面特征线，最后在中间断面上划分合适的壳网格，注意在划分壳网格时要考虑到在经过油道时要切割许多六面体网格成五面体网格以得到油道特征，所以在划分壳网格时最好不要出现三角形单元，如果必须出现时也要避开需要切割的六面体单元的切割通路，这样就既可以实现所有单元都能够节点对应，又可以保证不出现四面体单元。连杆其它不连续特征处的划分思路跟以上所述基本一致。
2.3 离合器壳相交特征实体网格划分
以下将通过某离合器壳的实体网格划分实例，简单介绍一下彼此相交特征处的连接处理方法。
如图7所示是某变速器总成中的离合器壳实体网格完成图，通过观察该离合器壳可以发现，其上的主要几何特征是彼此相交的。像这种几何特征在实体几何中也是比较典型的，处理的主要思路是先把两个相交特征体各自独立完成实体网格划分，然后在相交截面上通过切割六面体为五面体来实现特征交接处的节点对应连接。如图8所示是离合器拨插口与主壁面垂直相交的特征图，可以先把拨插口主特征面沿自己的主方向拉伸出规则的六面体单元，然后在拨插口与主壁面交接线上通过切割六面体单元为五面体单元来实现相交特征。图9、10、
11中的相交特征处理方式与图8所示特征处理方式类似。
图7 离合器壳实体网格完成图图8 离合器拨插口与主壁垂直相交图
图9 螺栓安装座孔与主壁相交图图10 起动机安装孔与主壁相交图
图11 圆孔与方孔交接图图12 不等高壁面连接图
如图12所示是离合器壳壁面不等高连接且图，按常规方法可以把交接面处六面体单元通路对角线切割成五面体单元通路，但是现在该处还有突起几何特征需要保留，不可能在壁面上找出全六面体单元的切割通路，通过观察可以发现该螺栓按装座孔凸起特征是对称的，如图中圈1所示沿特征底边切割一圈六面体单元到壳壁顶面如图中圈2所示，这样即可以保证不等高壁面连接的顺利过渡又可以满足螺栓按装座孔凸起特征的需要。
3 结论
通过以上三种比较典型零部件的实体网格划分方法，可以总结出一些有代表性的几何特征的处理思路：
如果实体几何如图1所示座椅垫、头枕等，没有不连续特征也没有相交、相贯复杂特征的时候，可以把实体几何做几何清理，只保留主要特征曲线，最后运用3D子面板中的Solid map-general- volume工具一次性自动生成实体网格；
如果实体几何如图5所示连杆油道处存在不连续特征时，可以先把不连续特征填充掉，如假设油道不存在，在划分实体网格所必须的辅助壳网格时，把不连续特征保留下来，等到最后实体网格划分好之后，再从实体网格上把不连续特征挖出来；
如果实体几何如图7所示离合器壳存在许多相交特征的时候，可以先把相交两实体几何各自划分网格，再在相交的截面上通过切割六面体网格为五面体网格的方法实现交接特征。
实体网格的划分没有一套固定方法，每一个案例都有自己独有的特征，而且可以通过各种不同的方法实现，主要是思路要清晰，还有就是要掌握一些比较典型几何特征的处理方式。
4 参考文献
[1] HyperMesh Tutorials
网格与存储
——JOURNAL OF CHONGQING THREE GORGES UNIVERSITY 2006年第3期 第22卷——No.3. 2006 Vol.22. 收稿日期：2006-02-05 作者简介：刘福明（1967－），男，重庆万州人，重庆三峡学院数学与计算机科学学院副教授，在读硕士。 网格与存储 刘福明 黄 河 应 宏 （重庆三峡学院数学与计算机科学学院,重庆万州 404000） 摘 要：网格把整个网络整合成一台巨大的超级计算机，实现计算资源、存储资源、数据资源、信息资源、知识资源及专家资源的全面共享。网格计算的基础是存储，网格中的每一个运算都必须有强大的存储功能提供支持。本文针对网格环境下的存储技术及其发展进行了论述。 关键词：网格；网格存储；虚拟化存储；存储公用设施模型 中图分类号：TP333 文献标识码：A 文章编号：1009-8135（2006）03-0028-02 网格出现于20世纪90年代，它的目标是实现网络虚拟环境下的高性能资源共享和协同工作，共同完成一些缺乏有效研究办法的重大应用研究问题。它不仅实现了对各种计算资源的访问，而且实现了对所有数据资源的统一访问。被人们称为“网格计算之父”的Ian Foster 在《The Grid : Blueprint for a Future Computing Infrastructure 》中这样给网格下定义：“网格是构筑在互联网上的一组新兴技术，它将高速互联网、高性能计算机、大型数据库、传感器、远程设备等融为一体，为科技人员和普通老百姓提供更多的资源、功能和交互性。互联网主要为人们提供电子邮件、网页浏览等通信功能，而网格功能则更多更强，让人们透明地使用计算、存储等其他资源”。 网格将改变传统的Client/Server 和Client/Cluster 结构，形成新的Pervasive/Grid 体系结构，这种体系结构使用户把整个网络视为一个巨大的计算机，并从中享受一体化的、动态变化的、可灵活控制的、智能的、协作式信息服务。 1.网格与虚拟化存储 1.1 网格体系结构 网格体系结构主要有两种：五层沙漏结构、开放网格服务体系结构OGSA 。 五层沙漏结构的基本思想是以协议为中心，强调服务、API （Application Programming Interfaces ）与SDK （Software Development Kits ）的重要性。 根据各组成部分与共享资源的距离，将对共享资源进行操作，管理和使用的功能分散在5个不同的层次：构造层（Fabric ）、连接层（Connectivity ）、资源层（Resource ）、汇集层（Collective ）、应用层（Applications ）。在此结构中，越向下层就越接近于物理的共享资源，与特定资源相关的成分就越多，越向上层就越感觉不到共享资源的细节特征，对共享资源的表示也就越抽象，因此就不需要关心与底层资源相关的具体实现问题。 开放网格服务体系结构OGSA （Open Grid Service Architecture ）的基本思想是以服务为中心，在OGSA 中一切都是服务。这里的服务是指具有特定功能的网络化实体，包括各种计算资源、存储资源、网络、程序和数据库等。网格服务是一种Web Service ，其提供了一组接口，网格服务将通过定义接口来完成不同的功能。因此其可以简单地表示为“网络服务=接口/行为＋服务数据”。 1.2网格与虚拟化存储 网格系统由三个基本层次组成，即资源层、中间件层和应用层。资源层包括各种计算机资源，如各类
基本概念
本篇校对说明 一.请依下述顺序排列各部份顺序 总论 CT MRI 神经系统 胸部 腹部 骨与关节 介入放射学 二.P3“肿块效应”条目移至总论节“伪影”条目之后。 三.为了不使手工修正误解，已另作出一份修正样本。附后 祁吉 09-07
基本概念是理解放射诊断学及相关内容的基础。医学是介于自然科学与社会科学之间的学科，因此基本概念还是需要在理解的基础上“死记硬背”的。本书中仅列出日常应用较多的120个基本概念，一些概念可以举一反三。实际操作中，涉及的基本概念远不止这些，需在实践中不断扩大理解和记忆。在学科进步中，一些概念的内涵还会发生变化，因此，对概念的理解还应随科学认识的发展不断修正。 总论 【X线的物理学效应】 X线的物理学效应（physical effect of X-ray）有：穿透性，荧光效应，感光效应，电离效应，光电效应，热效应，干涉、衍射、反射、折射、散射效应等。 【高仟伏Ｘ线】 高仟伏Ｘ线(high kilovoltage X-ray)：波
长在0.12-0.05?（0.012-0.005nm）、光子能量为66～166KeV的高能Ｘ线。产生该波段X线的管电压为120-250kVp。应用高仟伏Ｘ线摄影可提供在较小密度范围内层次丰富的照片。 【软X线】 软X线(soft X-ray)：波长在0.74-0.046nm(0.74-0.46?)范围、光子能量为17-26keV的低能量X线。由软X线机产生，产生该波段X线的管电压在25-40kVp。由于软X线的穿透能力小，临床上适用于软组织摄影。 【传统放射学】 传统放射学(conventional radiology)：以Ｘ线透视和摄片为基本检查方法的医学成像科学。在现代医学成像方法（CT/MRI/DSA等）出现之前，这些基本检查方法已经沿用和不断改良了近80年，其中大部份至今仍在沿用，故统称以这些基本检查方法为基础的医学成像科学为传统放
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有限元分析中的网格划分好坏直接关系到模型计算的准确性。本文简述了网格划分应用的基本理论，并以ANSYS限元分析中的网格划分为实例对象，详细讲述了网格划分基本理论及其在工程中的实际应用，具有一定的指导意义。 1 引言 ANSYS有限元网格划分是进行数值模拟分析至关重要的一步，它直接影响着后续数值计算分析结果的精确性。网格划分涉及单元的形状及其拓扑类型、单元类型、网格生成器的选择、网格的密度、单元的编号以及几何体素。从几何表达上讲，梁和杆是相同的，从物理和数值求解上讲则是有区别的。同理，平面应力和平面应变情况设计的单元求解方程也不相同。在有限元数值求解中，单元的等效节点力、刚度矩阵、质量矩阵等均用数值积分生成，连续体单元以及壳、板、梁单元的面内均采用高斯（Gauss）积分，而壳、板、梁单元的厚度方向采用辛普生（Simpson）积分。辛普生积分点的间隔是一定的，沿厚度分成奇数积分点。由于不同单元的刚度矩阵不同，采用数值积分的求解方式不同，因此实际应用中，一定要采用合理的单元来模拟求解。 2 ANSYS网格划分的指导思想 ANSYS网格划分的指导思想是首先进行总体模型规划，包括物理模型的构造、单元类型的选择、网格密度的确定等多方面的内容。在网格划分和初步求解时，做到先简单后复杂，先粗后精，2D单元和3D单元合理搭配使用。为提高求解的效率要充分利用重复与对称等特征，由于工程结构一般具有重复对称或轴对称、镜象对称等特点，采用子结构或对称模型可以提高求解的效率和精度。利用轴对称或子结构时要注意场合，如在进行模态分析、屈曲分析整体求解时，则应采用整体模型，同时选择合理的起点并设置合理的坐标系，可以提高求解的精度和效率，例如，轴对称场合多采用柱坐标系。有限元分析的精度和效率与单元的密度和几何形状有着密切的关系，按照相应的误差准则和网格疏密程度，避免网格的畸形。在网格重划分过程中常采用曲率控制、单元尺寸与数量控制、穿透控制等控制准则。在选用单元时要注意剪力自锁、沙漏和网格扭曲、不可压缩材
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第2章数字图像的基础知识和基本概念 一、数字图像 数字图像是以二进制数字组形式表示的二维图像。利用计算机图形图像技术以数字的方式来记录、处理和保存图像信息。在完成图像信息数字化以后，整个数字图像的输入、处理与输出的过程都可以在计算机中完成，它们具有电子数据文件的所有特性。通常把计算机图形主要分为两大类：位图（bitmap）图像和矢量（vector）图形（如图2-1所示）。 图2-1 计算机图形的主要分类 1．关于位图图像 （1）概念 位图图像（在技术上称作栅格图像）使用图片元素的矩形网格（像素）表现图像。每个像素都分配有特定的位置和颜色值。在处理位图图像时，人们所编辑的是像素。位图图像是连续色调图像（如照片或数字绘画）最常用的电子媒介，因为它们可以更有效地表现阴影和颜色的细微层次。 （2）分辨率 位图图像与分辨率有关，也就是说它们包含固定数量的像素。因此，如果在屏幕上以高缩放比率对它们进行缩放或以低于创建时的分辨率来打印它们，则将丢失其中的细节，并会呈现出锯齿，如图2-2所示。 图2-2 不同放大级别的位图图像示例 （3）特点 ①位图图像有时需要占用大量的存储空间。对于高分辨率的彩色图像，由于像素之间独
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第 3章 ANSYS 13.0 Workbench网格划分及操作案例 网格是计算机辅助工程（CAE）模拟过程中不可分割的一部分。网格直接影响到求解精 度、求解收敛性和求解速度。此外，建立网格模型所花费的时间往往是取得 CAE 解决方案所 耗费时间中的一个重要部分。因此，一个越好的自动化网格工具，越能得到好的解决方案。 3.1 ANSYS 13.0 Workbench 网格划分概述 ANSYS 13.0 提供了强大的自动化能力，通过实用智能的默认设置简化一个新几何体的网 格初始化，从而使得网格在第一次使用时就能生成。此外，变化参数可以得到即时更新的网 格。ANSYS 13.0 的网格技术提供了生成网格的灵活性，可以把正确的网格用于正确的地方， 并确保在物理模型上进行精确有效的数值模拟。 网格的节点和单元参与有限元求解，ANSYS 13.0在求解开始时会自动生成默认的网格。 可以通过预览网格，检查有限元模型是否满足要求，细化网格可以使结果更精确，但是会增 加 CPU 计算时间和需要更大的存储空间，因此需要权衡计算成本和细化网格之间的矛盾。在 理想情况下，我们所需要的网格密度是结果随着网格细化而收敛，但要注意：细化网格不能 弥补不准确的假设和错误的输入条件。 ANSYS 13.0 的网格技术通过 ANSYS Workbench的【Mesh】组件实现。作为下一代网格 划分平台， ANSYS 13.0 的网格技术集成 ANSYS 强大的前处理功能， 集成 ICEM CFD、 TGRID、 CFX-MESH、GAMBIT网格划分功能，并计划在 ANSYS 15.0 中完全整合。【Mesh】中可以根 据不同的物理场和求解器生成网格，物理场有流场、结构场和电磁场，流场求解可采用 【Fluent】、【CFX】、【POLYFLOW】，结构场求解可以采用显式动力算法和隐式算法。不同的 物理场对网格的要求不一样，通常流场的网格比结构场要细密得多，因此选择不同的物理场， 也会有不同的网格划分。【Mesh】组件在项目流程图中直接与其他 Workbench分析系统集成。 3.2 ANSYS 13.0 Workbench 网格划分 ANSYS 网格划分不能单独启动，只能在 Workbench 中调用分析系统或【Mesh】组件启 动，如图 3-1 所示。 图3-1 调入分析系统及网格划分组件
计算机网络基本概念及简答
1.广域网覆盖范围从几十千米到几千千米，可以将一个国家、地区或横跨几个洲的计算机和网络互联起来的网络 2.城域网可以满足几十公里范围内的大量企业、机关、公司的多个局域网互联的需要，并能实现大量用户与数据、语音、图像等多种信息传输的网络。 3.局域网用于有限地理范围(例如一幢大楼)，将各种计算机、外设互连的网络。 4.无线传感器网络一种将Ad hOC网络技术与传感器技术相结合的新型网络 5.计算机网络以能够相互共享资源的方式互联起来的自治计算机系统的集合。 6.网络拓扑通过网中结点与通信线路之间的几何关系来反映出网络中各实体间的结构关系 7.ARPANET 对Internet的形成与发展起到奠基作用的计算机网络 8.点对点线路连接一对计算机或路由器结点的线路 9.Ad hOC网络一种特殊的自组织、对等式、多跳、无线移动网络。 10.P2P所有的成员计算机在不同的时间中，可以充当客户与服务器两个不同的角色，区别于固定服务器的网络结构形式 1.0SI参考模型由国际标准化组织IS0制定的网络层次结构模型。 2.网络体系结构.计算机网络层次结构模型与各层协议的集合。 3.通信协议为网络数据交换而制定的规则、约定与标准。 4.接口同一结点内相邻层之间交换信息的连接点。 5.数据链路层该层在两个通信实体之间传送以帧为单位的数据，通过差错控制方法，使有差错的物理线路变成无差错。 6.网络层负责使分组以适当的路径通过通信子网的层次。 7.传输层负责为用户提供可靠的端到端进程通信服务的层次。 8.应用层.0SI参考模型的最高层。 1.基带传输在数字通信信道上直接传输基带信号的方法 2.频带传输利用模拟通信信道传输数字信号的方法 3.移频键控通过改变载波信号的角频率来表示数据的信号编码方式 4.振幅键控通过改变载波信号的振幅来表示数据的信号编码方式 5.移相键控通过改变载波信号的相位值来表示数据的信号编码方式。 6.单模光纤光信号只能与光纤轴成单个可分辨角度实现单路光载波传输的光纤 7.多模光纤光信号可以与光纤轴成多个可分辨角度实现多路光载波传输的光纤 8.单工通信在一条通信线路中信号只能向一个方向传送的方法 9.半双工通信在一条通信线路中信号可以双向传送，但同一时间只能向一个方向传送数据 10.全双工通信在一条通信线路中可以同时双向传输数据的方法 11.模拟信号信号电平连续变化的电信号 12.数字信号用0、1两种不同的电平表示的电信号 13.外同步法发送端发送一路数据信号的同时发送一路同步时钟信号 14.内同步法从自含时钟编码的发送数据中提取同步时钟的方法 15.波分复用在一根光纤上复用多路光载波信号 16.脉冲编码调制. 将语音信号转换为数字信号的方法 1.纠错码让每个传输的分组带上足够的冗余信息，以便在接收端能发现并自动纠正传输差错的编码方法 2.检错码让分组仅包含足以使接收端发现差错的冗余信息，但是不能确定哪个比特出错，并且自己不能纠正传输差错的编码方法。 3.误码率二进制比特在数据传输系统中被传错的概率 4.帧数据链路层的数据传输单元 5.数据链路层协议为实现数据链路控制功能而制定的规程或协议。
网格划分实例详细步骤
一个网格划分实例的详解 该题目条件如下图所示： Part 1：本部分将平台考虑成蓝色的虚线 1. 画左边的第一部分，有多种方案。 方法一：最简单的一种就是不用布置任何初始的2dmesh直接用one volume 画，画出来的质量相当不错。 One volume是非常简单而且强大的画法，只要是一个有一个方向可以 mapped的实体都可以用这个方法来画网格，而事实上，很多不能map的单元也都可以用这个命令来画，所以在对三维实体进行网格划分的时候，收件推荐用one volume来试下效果，如果效果不错的话，就没有必要先做二维单元后再来画。 方法二：先在其一个面上生成2D的mesh，在来利用general选项，这样的优点是可以做出很漂亮的网格。
相比之下：方法二所做出来的网格质量要比一要高。 2. 画第二段的网格，同样演示两种方法： 方法一：直接用3D>solid map>one volume 方法二：从该段图形来看，左端面实际上由3个面组成，右端面由一个部分组成，故可以先将左端面的另两个部分的面网格补齐，再用general选项来拉伸，但是，问题是左面砖红色的部分仅为3D单元，而没有可供拉伸的源面网格，故，应该先用face命令生成二维网格后，再来拉伸，其每一步的结果分见下：
在用general选项时，有个问题需要注意：在前面我们说过，source geom和elemes to drag二选一都可以，但是这里就不一样了，因为source geom选面的话，只能选择一个面，而此处是3个面，所以这里只能选elemes to drag而不能选择source geom.
网格和单元的基本概念
网格和单元的基本概念 前记：首先说明，和一般的有限元或者计算力学的教材不一样，本人也不打算去抄袭别人的著作，下面的连载是一个阶段的学习或者专业感悟集大成，可以说深入浅出，也可以说浅薄之极——如果你认为浅薄，很好，说明我理解透了，也祝贺你理解透了！好了，废话少说，书归正传。 无论是CSD（计算结构力学）、CTD（计算热力学）还是CFD（计算流体动力学）——我们统一称之为工程物理数值计算技术。支撑这个体系的4大要素就是：材料本构、网格、边界和荷载（荷载问题可以理解为数学物理方程的初值问题），当然，如果把求解技术也看作一个要素，则也可以称之为5大要素。网格是一门复杂的边缘学科，是几何拓补学和力学的杂交问题，也是支撑数值计算的前提保证。本番连载不做任何网格理论的探讨（网格理论是纯粹的数学理论），仅限于尽量简单化的应用技术揭秘。 网格出现的思想源于离散化求解思想，离散化把连续求解域离散为若干有限的子区域，分别求解各个子区域的物理变量，各个子区域相邻连续与协调，从而达到整个变量场的协调与连续。离散网格仅仅是物理量的一个“表征符号”，网格是有形的，但被离散对象既可以是有形的（各类固体），也可以是无形的（热传导、气体），最关键的核心在于网格背后隐藏的数学物理列式，因此，简单点说，看得见的网格离散是形式，而看不见的物理量离散才是本质核心。 对计算结构力学问题，网格剖分主要包含几个内容：杆系单元剖分（梁、杆、索、弹簧等）、二维板壳剖分（曲面或者平面单元）、三维实体剖分（非结构化全六面体网格、四面体网格、金字塔网格、结构化六面体网格、混合网格等），计算热力学和计算流体动力学的网格绝大部分是三维问题。对于CAE工程师而言，任何复杂问题域最终均直接表现为网格的堆砌，工程师的任务等同于上帝造人的过程，网格是一个机体，承载着灵魂（材料本构、网格、边界和荷载），求解技术则是一个思维过程。 网格基本要素是由最基本的节点（node）、单元线（edge）、单元面（face）、单元体（body）构成，实质上，线、面、体只不过是为了让网格看起来更加直观，在分析求解过程中，线、面、体本质上并没有起多大的作用，数值离散的落脚点在节点（node）上，所有的物理变量均转化为节点变量实现连续和传递。在所有的CAE环境下，网格的基本要素均可以直接构成，但对于复杂问题而言，这是一个在操作上很难实现的事情，因此，基于几何要素的网格划分技术成为现代网格剖分应用的支点，和网格基本要素完全相同，对应的几何要素分别称之为点（point）、线（curve）、面（surface）和实体（solid）。 数值离散求解器是不能识别几何元素的，要对其添加“饲料”，工程师必须对几何元素进行“精加工”，因此，从这个意义上来说，网格剖分的本质就是把几何要素转换为若干离散的元素组，这些元素组堆砌成形态上近似逼近原有几何域的简单网格集合体。因此，这里说明了一个网格“加工”质量的基本判别标准——和几何元素的拟合逼近程度，理论上，越逼近几何元素的网格质量越好，当然，几何逼近只是一个基本的判别标准，网格质量判别有一系列复杂的标准，后文详细阐述。 本篇将专门解释几个基本概念：点网格；一维线网格；二维三角形面网格、二维四边形面网格；三维四面体网格（tetrahedra）、三维金字塔单元（pyramid）、五面体单元（prism）、三维六面体单元（hexahedra）；结构化网格（structural grid）、非结构化网格（nonstructural grid）、混合网格（blend grid）。需要专门说明的是，网
ANSYS网格划分的一些例子
虽然做出来了.但是我还是有一个问题想请教大家: vsweep和mapp分网后形成网格各有什么规律?如何结合两种方法划分出整齐规则的网格呢. 比如:为什么图中的(1)部分用MAPP划分,(2)部分用SWEEP划分呢就可以出现上图中的那种整齐规则的网格?反过来(1)部分用SWEEP,(2)部分用MAPP划分就不会出现整齐规则的网格呢? 部分(1)和部分(2)不可看成一个整体划分吗? 我试了一个,如果把两个部分看成整体,可以分网但是不会出现那种整齐的网格. 只有掌握了生成网格规律才容易得到合理,整齐,规则的网格,总不能分网时把各种方法都试一遍吧. 恳请各位谈点自己的在分网方面的经验.谢谢 1的三个边如果都设了分段数则sweep和map是一样的 et,1,42 et,2,45 cyl4,,,20 lsel,all lesize,all,,,10
esize,,10 vext,1,,,,,20 aclear,all amesh,1 不过好象中间不大好的!!!还望高手指点! 命令流; et,1,42 et,2,45 blc4,,,10,5 lesize,1,,,5 lesize,2,,,10 mshape,0,2d mshkey,1 amesh,1 esize,,5 vrotat,1,,,,,,1,4 aclear,all
用map也可以,,取其四分之一,单元大小可控制!做了一个!
/PREP7 CYL4, , ,5 RECTNG,-1,1,-1,1, FLST,2,2,5,ORDE,2 FITEM,2,1 FITEM,2,-2 AOVLAP,P51X wpro,,90.000000, wpro,,,45.000000 ASBW, 3 wpro,,,-45.000000 wpro,,,-45.000000 FLST,2,2,5,ORDE,2 FITEM,2,1 FITEM,2,4 ASBW,P51X wpro,,,45.000000 wpro,,90.000000, ET,1,PLANE42 ESIZE,1,0, AMAP,6,12,9,7,8 WPSTYLE,,,,,,,,0 AMAP,7,12,10,5,8 AMAP,3,10,11,6,5 AMAP,5,6,7,9,11 AMAP,2,8,5,6,7 TYPE, 1 EXTOPT,ESIZE,10,0, EXTOPT,ACLEAR,0 EXTOPT,ATTR,0,0,0 MAT,_Z2 REAL,_Z4 ESYS,0 ET,2,SOLID45 TYPE, 2 EXTOPT,ESIZE,10,0, EXTOPT,ACLEAR,0 EXTOPT,ATTR,0,0,0 MAT,_Z2 REAL,_Z4 ESYS,0 VOFFST,2,5, , VOFFST,6,5, , VOFFST,7,5, ,
ansys自由网格与映射网格的区别
ANSYS软件平台提供了自由网格划分（Free）和映射网格划分（Mapped）两种策略。自由网格划分用于空间自由曲面和复杂实体，采用三角形、四边形、四面体进行划分，通过网格数量、边长及曲率来控制网格的质量。而映射划分则是用于曲线、曲面、实体的网格划分方法，可使用三角形、四边形、四面体、五面体和六面体进行划分，通过指定单元边长、网格数量等参数对网格进行严格控制。映射划分只用于规则的几何图素，对于裁剪曲面或者空间自由曲面等复杂几何体则难以控制。 在进行一般的网格控制之前，用户应该考虑好，是使用自由网格划分还是映射网格划分。自由网格划分对于单元没有特殊的限制，也没有指定的分布模式，而映射网格划分则不但对单元形状有所控制，而且对单元排布模式也有要求。两者划分结果的差别如图2.52所示。 2.7.1 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（平面、曲面）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）。对于复杂几何模型而言，这种分网方法省时省力，但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号体单元SOLID92）。如果选用的是六面体单元，则此方法自动将六面体单元退化为阶次一致的四面体单元，因此，最好不要选用线性的六面体单元（没有中间节点，比如45号单元），因为该单元退化后为线性的四面体单元，具有过刚的刚度，计算精度较差；如果选用二次的六面体单元（比如95号单元），由于其是退化形式，节点数与其六面体原型单元一致，只是有多个节点在同一位置而已，因此，可以利用TCHG命令将模型中的退化形式的四面体单元变化为非退化的四面体单元，减少每个单元的节点数量，提高求解效率。
Gambit网格划分实例
Gambit网格划分实例 GAMBIT圆/圆柱体的高质量网格划分(钱币划分) 1)先在opteration--geometry-volumn中创建了一个高为100，半径15的圆柱体。然后再圆柱的底面建立了一个边长为8的正方形，将正方形旋转45度，使正方形的一个顶点跟底面圆的点对齐，然后将圆周分割为4等分，将这4个顶点和正方形的四个顶点连成线，效果如图所示: 2)然后用这四条线沿Z轴正向的矢量方向长出4个面，效果如图:
3)用正方形去分割底面圆，注意选择connected选项，再用刚才形成的四个面去分割那个古钱形的 底面，把它分成4部分，如果做到这一步，基本难的地方就过去了，效果如图所示:
4)下面就是把对应边划分网格，注意正方形每条边对应的圆弧边划分的网格份数是一样的，效果如图: 5)划分面网格，选择map结构的四边形网格，效果如图: 6)最后划分体网格，按照cooper方式的六面体网格来划分，效果如图:
如何用gambit生成机翼结构网格 现在很多新手在用gambit划分网格的时候，习惯性的直接生成体网格，这样做确实简单，但是简单省力的同时就蕴藏着风险，当遇到复杂外形的时候，就长不了结构网格或者是生成的网格质量很差，为什么会这样,因为要划分一套高质量的网格，在gambit中直接划分体网格是不恰当滴。 那如何在gambit中划分结构网格呢,了解pointwise或者icem的同学都知道，这些牛b软件划分网格的思路都是分区，所以要在gambit中划分结构网格，其基本思路也是要分区，想偷懒直接划分体网格是行不通的哦。 下面开始讲课: 1.导入实体
各种网格划分方法
各种网格划分方法 1．输入实体模型尝试用映射、自由网格划分，并综合利用多种网格划分控制方法 本题提供IGES 文件 1． 以轴承座为例,尝试对其进行映射，自由网格划分，并练习一般后处理的多种技术，包 括等值图、云图等图片的获取方法，动画等。 2． 一个瞬态分析的例子 练习目的：熟悉瞬态分析过程 瞬态(FULL)完全法分析板-梁结构实例 如图所示板-梁结构，板件上表面施加随时间变化的均布压力，计算在下列已知条件下结构的瞬态响应情况。 全部采用A3钢材料，特性： 杨氏模量=2e112/m N 泊松比=0.3 密度=7.8e33 /m Kg 板壳： 厚度=0.02m 四条腿（梁）的几何特性： 截面面积=2e-42m 惯性矩=2e-84m 宽度=0.01m 高度=0.02m 压力载荷与时间的 关系曲线见下图所示。 图 质量梁-板结构及载荷示意图 0 1 2 4 6 时间（s ） 图 板上压力-时间关系 分析过程 第1步：设置分析标题 1. 选取菜单途径Utility Menu>File>Change Title 。 2. 输入“ The Transient Analysis of the structure ”，然后单击OK 。 第2步：定义单元类型 单元类型1为SHELL63，单元类型2为BEAM4 第3步：定义单元实常数 实常数1为壳单元的实常数1，输入厚度为0.02（只需输入第一个值，即等厚度壳）
实常数2为梁单元的实常数，输入AREA 为2e-4惯性矩IZZ=2e-8，IYY ＝2e-8宽度TKZ=0.01，高度TKY=0.02。 第5步：杨氏模量EX=2e112/m N 泊松比NUXY=0.3 密度DENS=7.8e33 /m Kg 第6步：建立有限元分析模型 1． 创建矩形，x1=0,x2=2,y1=0,y2=1 2． 将所有关键点沿Z 方向拷贝，输入DZ ＝－1 3． 连线。将关键点1，5；2，6；3，7；4，8分别连成直线。 4． 设置线的分割尺寸为0.1，首先给面划分网格；然后设置单元类型为2，实常数为2， 对线5到8划分网格。 第7步：瞬态动力分析 1. 选取菜单途径Main Menu>Solution>-Analysis Type-New Analysis ，弹出New Analysis 对话框。 2. 选择Transient ，然后单击OK ，在接下来的界面仍然单击OK 。 3. 选取菜单途径Main Menu>Solution>-Load Step Opts-Time/Frequenc> Damping ， 弹出Damping Specifications 窗口。 4. 在Mass matrix multiplier 处输入5。单击OK 。 5. 选取菜单途径Main Menu > Solution > -Loads-Apply > -Structural- Displacement>On Nodes 。弹出拾取（Pick ）窗口，在有限元模型上点取节点232、242、252和262，单击OK ，弹出Apply U,ROT on Nodes 对话框。 6. 在DOFS to be constrained 滚动框中，选种“All DOF ”(单击一次使其高亮度显示， 确保其它选项未被高亮度显示）。单击OK 。 7. 选取菜单途径Utility Menu>Select>Everything 。 8. 选取菜单途径Main Menu>Solution>-Load Step Opts-Output Ctrls>DB/Results File ，弹出Controls for Database and Results File Writing 窗口。 9. 在Item to be controlled 滚动窗中选择All items ，下面的File write frequency 中选择Every substep 。单击OK 。 10. 选取菜单途径Main Menu>Solution>-Load Step Opts-Time/Frequenc> Time – Time Step ，弹出Time – Time Step Options 窗口。 11. 在Time at end of load step 处输入1；在Time step size 处输入0.2；在Stepped or ramped b.c 处单击ramped ；单击Automatic time stepping 为on ；在Minimum time step size 处输入0.05；在Maximum time step size 处输入0.5。单击OK 。 12. 选取菜单途径Main Menu>Solution>-Loads-Apply>-Structure-Pressure>On Areas 。弹出Apply PRES on Areas 拾取窗口。 13. 单击Pick All ，弹出Apply PRES on Areas 对话框。 14. 在pressure value 处输入10000。单击OK 15. 选取菜单途径Main menu>Solution>Write LS File ，弹出Write Load Step File 对 话框。 16. 在Load step file number n 处输入1，单击OK 。 17. 选取菜单途径Main Menu>Solution>-Load Step Opts-Time/Frequenc> Time – Time Step ，弹出Time – Time Step Options 窗口。
笔记——LS-DYNA模拟中能量及其显示及单元与网格的区别
GLSTAT(参见*database_glstat)文件中报告的总能量是下面几种能量的和 内能internal energy 动能kinetic energy 接触(滑移)能contact (sliding) energy 沙漏能hourglass energy 系统阻尼能system damping energy 刚性墙能量rigidwall energy GLSTAT中报告的弹簧阻尼能“Spring and damper energy”是离散单元(discrete elements)、安全带单元(seatbelt elements)内能及和铰链刚度相关的内能(*constrained_joint_stiffness…)的总和。而内能“Internal Energy”包含弹簧阻尼能“Spring and damper energy”和所有其它单元的内能。因此弹簧阻尼能“Spring and damper energy”是内能“Internal energy”的子集。 由SMP 5434a版输出到glstat文件中的铰链内能“joint internal energy”跟*constrained_joing_stiffness不相关。它似乎与*constrained_joint_revolute(_spherical,etc)的罚值刚度相关。这是SMP 5434a之前版本都存在的缺失的能量项，对MPP 5434a也一样。这种现象在用拉格朗日乘子(Lagrange Multiplier)方程时不会出现。 与*constrained_joint_stiffness相关的能量出现在jntforc文件中，也包含在glstat文件中的弹簧和阻尼能和内能中。回想弹簧阻尼能“spring and damper energy”，不管是从铰链刚度还是从离散单元而来，总是包含在内能里面。 在MATSUM文件中能量值是按一个part一个part输出的(参见*database_matsum)。沙漏能Hourglass energy仅当在卡片*control_energy中设置HGEN项为2时才会计算和输出。同样，刚性墙能和阻尼能仅当上面的卡片中RWEN和RYLEN分别设置为2时才会计算和输出。刚性阻尼能集中到内能里面。质量阻尼能以单独的行“system damping energy”出现。由于壳的体积粘性(bulk viscosity)而产生的能量耗散(energy dissipated)在版本970.4748之前是不计算的。在后续子版本中，设置TYPE= -2来在能量平衡中包含它。 最理想的情况下能量平衡： 总能量total energy ＝初始总能量＋外力功external work 。换句话说，如果能量比率energy ratio(指的是glstat中的total energy/initial energy，实际上是total energy/(initial energy + external work)) 等于1.0。注意，质量缩放而增加质量可能会导致能量比率增加。 注意在LS-prepost的History>Global energies中不包含删掉的单元(eroded elements)的能量贡献，然而GLSTAT文件中的能量包含了它们。注意它们的贡献可以通过ASCII>glstat中的“Eroded Kinetic Energy”& “Eroded Internal Energy”来绘制。侵蚀能量(Eroded energy)是与删掉的单元相关的内能和删掉的节点相关的动能。典型来说，如果没有单元删掉“energy ratio w/o eroded energy”等于1，如果有单元被删掉则小于1。删掉的单元与“total energy/initial energy”比率没有关系。总能量比率增加要归于其它原因，比如增加质量。 重述一下，将一个单元删掉时，文件glstat中的内能和动能不会反映能量的丢失。取而代之的是能量的丢失记录在glstat文件的“eroded internal energy”& “eroded kinetic energy”中。如果用内能减去“eroded internal energy”将得到分析中还存在的单元的内能。对动能也一样。 matsum文件中的内能和动能只包含余下(none roded)的单元的贡献。 注意，如果在*control_contact卡中将ENMASS设置为2，则与删掉的单元的相关的节点不会删掉，“eroded kinetic energy”是0。 在LS-prepost中History>Global 只是动能和内能的简单相加，因此不包含接触能和沙漏能等的贡献。
有限元基本概念理解
有限元基本概念理解-摘自自编的【sd3应用全攻略】 标签：节点单元边界约束分类：有限元分析相关2010-03-08 16:52 1.1. 基本概念 1.1.1. 结构 有着完整的几何拓扑信息并能抵抗或承受外界施压的能力的实际物体。 1.1. 2. 模型 这里面提到两种模型，即几何模型和有限元分析模型。 （1）几何模型：仅表达实际结构空间位置、空间方位和外部轮廓的模型，即仅是实际结构的拓扑信息，具体包含线（直线、曲线）、面（平面、曲面）、体。（2）有限元分析模型：在充分表达实际结构的几何拓扑关系后，赋予各几何对象以相应特质和处理各几何对象间相互关系，并表达各几何对象在空间中的限定的模型。具体与几何对象相应的是一维线单元（杆、梁等）、二维面单元（2-D 等）、三维面单元（板等）和三维体单元（实体等）。如果把几何模型看作是骨架的话，那么有限元分析模型是带有肌肉、筋骨和血脉的骨架；几何模型表达的
是结构的框架，有限元分析模型表达的是结构本身抵御外界的能力和内部之间、内部与外界之间的复杂联系。 1.1.3. 几何对象 点、线、面、体是对实际结构外形的抽象表达。 （1）点：不计实际结构的大小和形状； （2）线：与细长结构相应（即一个方向的尺寸远远大于其他两个方向尺寸）；（3）面：与扁状结构相应（即一个方向尺寸远远小于其他两个方向尺寸）；（4）体：与块状结构相应（即三个方向尺寸差不多）。 1.1.4. 有限元分析对象 节点、单元、边界是对实际结构本身及内在关系的抽象表达。 （1）节点：表达实际结构几何对象之间相互连接方式的概念，一般有六个自由度，即沿三个坐标轴方向的平动和绕三个坐标轴方向的转动。在进行应力分析的时候，应该消除节点的刚体自由度。 （2）单元：表达实际结构几何对象本身承受能力的概念，为节点提供刚度，保证节点具有抵御外界的能力，同时限定不同节点间的传力内容和确保不同节点间传力路线的畅通。 （3）边界：区分为外边界和内边界。在一个具体的有限元分析模型中，可以这样理解边界：外边界体现的是整体结构与周围环境之间的关系；内边界体现的是各结构部件之间的相互限制。不管通过什么方式处理边界，最终的目的就是消除有限元分析模型中的所有节点的刚体位移，为下一步的应力分析做准备。 1.1.5. 单元类型 为了模拟实际结构的物理行为而抽象出的基本元件。不同的单元类型体现不同的位移假定和传力假定，通过有机组合不同的单元类型，可以模拟实际结构在外载作用下的承载和传力行为，从而求出与实际结构行为相一致的变形和应力。
各种网格的划分方法
第二日练习主题：各种网格划分方法 1．输入实体模型尝试用映射、自由网格划分，并综合利用多种网格划分控制方法 本题提供IGES文件 1．以轴承座为例,尝试对其进行映射，自由网格划分，并练习一般后处理的多种技术，包括等值图、云图等图片的获取方法，动画等。 2．一个瞬态分析的例子 练习目的：熟悉瞬态分析过程 瞬态(FULL)完全法分析板-梁结构实例 如图所示板-梁结构，板件上表面施加随时间变化的均布压力，计算在下列已知条件下结构的瞬态响应情况。 全部采用A3钢材料，特性： 杨氏模量=2e112 N泊松比=0.3 密度=7.8e33 /m /m Kg 板壳：厚度=0.02m 四条腿（梁）的几何特性： 截面面积=2e-42 m宽度=0.01m高度=0.02m m惯性矩=2e-84 压力载荷与时间的关系曲线见下图所示。 图质量梁-板结构及载荷示意图 5000 0 1 2 4 6 时间（s） 图板上压力-时间关系 分析过程 第1步：设置分析标题 1.选取菜单途径Utility Menu>File>Change Title。 2.输入“The Transient Analysis of the structure”，然后单击OK。 第2步：定义单元类型 单元类型1为SHELL63，单元类型2为BEAM4 第3步：定义单元实常数 实常数1为壳单元的实常数1，输入厚度为0.02（只需输入第一个值，即等厚度壳）
实常数2为梁单元的实常数，输入AREA为2e-4惯性矩IZZ=2e-8，IYY＝2e-8宽度TKZ=0.01，高度TKY=0.02。 第5步：杨氏模量EX=2e112 N泊松比NUXY=0.3 密度DENS=7.8e33 /m Kg /m 第6步：建立有限元分析模型 1．创建矩形，x1=0,x2=2,y1=0,y2=1 2．将所有关键点沿Z方向拷贝，输入DZ＝－1 3．连线。将关键点1，5；2，6；3，7；4，8分别连成直线。 4．设置线的分割尺寸为0.1，首先给面划分网格；然后设置单元类型为2，实常数为2，对线5到8划分网格。 第7步：瞬态动力分析 1.选取菜单途径Main Menu>Solution>-Analysis Type-New Analysis，弹出New Analysis 对话框。 2.选择Transient，然后单击OK，在接下来的界面仍然单击OK。 3.选取菜单途径Main Menu>Solution>-Load Step Opts-Time/Frequenc> Damping，弹出 Damping Specifications窗口。 4.在Mass matrix multiplier处输入5。单击OK。 5.选取菜单途径Main Menu > Solution > -Loads-Apply > -Structural- Displacement>On Nodes。弹出拾取（Pick）窗口，在有限元模型上点取节点232、242、252和262，单击OK，弹出Apply U,ROT on Nodes对话框。 6.在DOFS to be constrained滚动框中，选种“All DOF”(单击一次使其高亮度显示， 确保其它选项未被高亮度显示）。单击OK。 7.选取菜单途径Utility Menu>Select>Everything。 8.选取菜单途径Main Menu>Solution>-Load Step Opts-Output Ctrls>DB/Results File，弹 出Controls for Database and Results File Writing窗口。 9.在Item to be controlled滚动窗中选择All items，下面的File write frequency中选择 Every substep。单击OK。 10.选取菜单途径Main Menu>Solution>-Load Step Opts-Time/Frequenc> Time –Time Step，弹出Time – Time Step Options窗口。 11.在Time at end of load step处输入1；在Time step size处输入0.2；在Stepped or ramped b.c处单击ramped；单击Automatic time stepping为on；在Minimum time step size 处输入0.05；在Maximum time step size处输入0.5。单击OK。 12.选取菜单途径Main Menu>Solution>-Loads-Apply>-Structure-Pressure>On Areas。弹 出Apply PRES on Areas拾取窗口。 13.单击Pick All，弹出Apply PRES on Areas对话框。 14.在pressure value处输入10000。单击OK 15.选取菜单途径Main menu>Solution>Write LS File，弹出Write Load Step File 对话框。 16.在Load step file number n处输入1，单击OK。 17.选取菜单途径Main Menu>Solution>-Load Step Opts-Time/Frequenc> Time –Time Step，弹出Time – Time Step Options窗口。 18.在Time at end of load step处输入2。单击单击OK。