WebSphere Portal技术概述
IBM WebSphere Portal技术概述
目录
第一章产品--------------------------------------------------------------- 1
1.1 WebSphere Portal产品概况 --------------------------------------------------------------------- 2
1.2 WebSphere Personalization ------------------------------------------------------------------------- 4
1.3 WebSphere Edge Server ----------------------------------------------------------------------------- 6
1.4 CrossWorlds ------------------------------------------------------------------------------------------- 7
1.5 MQ Workflow ----------------------------------------------------------------------------------------- 7
1.5.1 WebSphere Portal Server ------------------------------------------------------------------- 9
1.5.2 MQSeries Workflow ------------------------------------------------------------------------ 10
1.6 DB2 Universal Database ---------------------------------------------------------------------------- 11
1.7 IBM SecureWay Directory ------------------------------------------------------------------------- 12
1.8 IBM kiosk --------------------------------------------------------------------------------------------- 14
1.8.1 Model 150描述------------------------------------------------------------------------------ 14
1.8.2 Model 120信息------------------------------------------------------------------------------ 14
第二章架构-------------------------------------------------------------- 17
2.1 Portal架构 -------------------------------------------------------------------------------------------- 18
2.2 边缘服务器架构 ------------------------------------------------------------------------------------ 19
2.2.1 内容分布框架（CDF） ------------------------------------------------------------------ 19
2.2.2 网络缓存和内容重组的Edge Server -------------------------------------------------- 20
2.3 内容管理 --------------------------------------------------------------------------------------------- 21
2.4 Edge Server与Portal Server的集成 ------------------------------------------------------------ 22
2.4.1 部署 ------------------------------------------------------------------------------------------- 23
第三章部署Portal产品----------------------------------------------------- 25
3.1部署Portal产品 ------------------------------------------------------------------------------------- 26
第四章 Portal应用开发---------------------------------------------------- 39
4.1 WSAD工具 ---------------------------------------------------------------------------------------- 40
4.2 内容管理工具集成 --------------------------------------------------------------------------------- 50
4.2.1 杰出的内容管理系统 --------------------------------------------------------------------- 50
4.2.2 解决方案组件------------------------------------------------------------------------------- 51
4.2.3 配置divine CMS -------------------------------------------------------------------------- 54
4.2.4 内容分布的集成 --------------------------------------------------------------------------- 58
4.3 后台集成 --------------------------------------------------------------------------------------------- 71
4.3.1 Crossworlds----------------------------------------------------------------------------------- 71 4.3.2 MQSeries Workflow ------------------------------------------------------------------------ 75
第一章产品
1.1 WebSphere Portal产品概况
WebSphere Portal产品系列主要由以下三个版本组成：WebSphere Portal Enable、WebSphere Portal Extend以及 WebSphere Portal Experience。其中每一个版本都在前一个版本的基础上增加了一些功能和服务。
WebSphere Portal Enable（基础版）拥有一个灵活、可扩展且水平的门户框架。它能提供类似连接、集成、管理、表现和个性化等门户服务，旨在创建可实现内容管理和事务处理的个性化电子商务门户。
WebSphere Portal Extend包含了Enable版的所有功能，并增加了通过内建社区所获得的用户体验。该工作区包括了协作工具、网站分析工具和联合搜索能力，旨在增强电子商务门户的稳定协作能力。
WebSphere Portal Experience为应用、内容管理以及在多个电子商务门户（要求可靠的安全性和内容管理）间的电子会议和应用共享等高级协作提供了一套标准的安全访问模式。
三个版本的功能可通过以下一些集成产品来实现，表1-1列出了具体产品和三个版本之间的关系。
表1-1
表1-1中：
a.即以前的Tivoli Policy Director。
b.在Extend中，Sametime只是有限地用于portal；在Experience中，Sametime可以全面使用。
c. 在Extend中，Quickplace只是有限地用于portal；在Experience中，Quickplace可以全面使用。
为了加快客户定制的门户功能的开发，Portal家族提供了一些现成的样本portlet。这些portlet的范围涉及新闻、天气预报、股票、文件访问、搜索、电子邮件、日历和applet 演示。图1-1展示了一个天气预报的portlet。
图1-1 天气预报portlet
你也可以通过访问以下网址了解一些其它企业级portlet的信息：
https://www.360docs.net/doc/9716646932.html,/webapp/portlets/portletemarketplace.
1.2 WebSphere Personalization
WebSphere Personalization支持下列两种个性化技术：
A.基于规则的个性化
B.通过协作过滤机制实现的基于推荐的个性化
图1-2
在基于规则的个性化解决方案中，业务经理定义了一系列的业务规则，这些业务规则决定了一个具体的用户能够访问什么样的Web页面。由于该技术是IBM开发的，所以它能够被紧密地集成到WebSphere Application Server的编程模型和扩展架构中。基于规则的个性化能广泛地应用到各种Web应用里，如业务伙伴的扩展网、客户和员工的自助网站等。
协作过滤技术采用了推荐引擎，该引擎使用了高级统计模型和其它形式的智能软件以便分析出网站访问者的行为趋势。这种方式适用于根据访问者的兴趣来改变Web内容，而不需要创建新的业务规则。在Macromedia LikeMinds中，推荐引擎的功能更加强大。
WebSphere Personalization使客户能更方便创建网站并为访问者提供具有个性风格的站点内容。所有的个性化解决方案都由用户、内容、一种或多种匹配技术组成。WebSphere Portal Server (WPS)通过对一个具有用户特征的用户类的实现提供了用户的概念。而内容对每一个已安装的门户来说则是具体的，它包括客户数据存储、以前的数据库、订阅内容的提供者。对于匹配技术，WebSphere Portal Server包含了WebSphere Personalization
资源引擎和规则引擎的一个拷贝，可实现基于规则的个性化。总之，这些组件允许你在开发portlet时为客户使用匹配内容的个性化规则。
1.3 WebSphere Edge Server
IBM WebSphere Edge Server使管理员能为用户提供更好的服务，这些用户包括访问存储在企业级服务器上的文档的用户以及访问Internet的内部用户。Edge Server（边缘服务器）能够帮助你管理可访问的Web内容并使对Internet的访问更加经济和有效。其名称“Edge Server”表示该软件通常运行在企业的Intranet和外部的Internet边界的机器上（可从网络配置上区分）。
Edge Server包含了下列系统：
●负载平衡
●缓存代理
●边缘应用服务
●内容发布
每一个系统由一个或多个组件组成，每一个组件为Edge Server提供了一系列的功能，组件通过配置来执行特定的角色。
负载平衡组件在Edge Server中扮演网络交通警的角色，从而减少因瓶颈引起的拥塞，并在不同的服务和系统间平衡负载。这些服务器可以是供外部访问的Web服务器或内部网络节点。
缓存代理组件通过可选缓存区大小实现了一个健壮、高效的代理服务器，Edge Server 可作为客户端的正向代理或其它服务器的反向代理。缓存代理组件包含了Transactional Quality服务插件，该插件能根据已定义好的客户角色分配网络带宽。
边缘应用服务组件使Edge Server能从网络后台的应用服务器上下载产生的动态网页，因为很多动态网页的创建并不需要访问受保护的数据库，所以为了提高服务性能，可以让某些应用组件直接运行在Edge Server上，而不一定非要运行在后台的服务器。
内容发布组件能同步更新网络中负责表现层机器上的静态网页，其中Trigger Monitor
工具能够将独立的网页代码片段重新组合成完整的网页。
在我们对以上概念场景的证明中，我们使用Edge Server的缓存代理作为一个正向代理，并将它安置在一个远程位置以接收和存储员工访问的内容。
内容发布（CD）组件部署在远程缓存代理上，其内容数据中心负责管理静态网页的发布和更新。CD框架一般用于代理缓存的预载入，负载平衡和应用下载组件在该场景中没有使用。
1.4 CrossWorlds
IBM CrossWorlds产品家族主要用于企业内部和通过Internet与贸易伙伴之间的业务过程的集成与自动化。CrossWorlds提供了一个包括企业应用集成（EAI）和B2B集成的完整解决方案。
CrossWorlds产品系列包含开发和管理工具、到主要电子商务和企业应用包的连接，以及一些预先打包好的常用业务集成模块。CrossWorlds产品帮助传统业务和新兴业务将Internet作为一个平台来使用以提高生产力，缩短对客户需求的响应时间并增强产品的竞争力。
IBM CrossWorlds产品家族构成：
●一个行业领先的业务集成服务器、交换服务器，一个健壮、可扩展的集成服务器。
●含有丰富的预编模块（预定义好的业务过程逻辑），使业务过程的集成和自动化
更方便。
●一个友好的图形界面开发环境能减少业务对象和业务过程的整个开发、部署和维
护时间。
●一个连接器扩展列表提供了对现有的多种流行包应用的快速集成访问。
1.5 MQ Workflow
一个门户能提供单点登录去访问不同的信息和应用、安全交互、定制接口、个人内容
以及其它。IBM WebSphere Portal Server提供了一个开放和可扩展的框架以及一个灵活、可收缩架构。很多类型的门户都选择这种结构，因为它支持从桌面机到移动设备等大范围内的设备对电子商务的访问。
IBM MQSeries Workflow提供了一个过程自动系统可在整个机构内管理人员、数据、应用和业务过程。它通过多个激活工作来管理处理流程，以实现使业务过程清晰、可视、可变的目的。本节解释了如何通过转换工具在Portlet环境下实现一个业务过程，从而最大限度的发挥集成WebSphere Portal Server和MQSeries Workflow的优点。
图1-3描绘了集成架构。首先，在快速开发向导（RDW）和JSP2Portlet转换工具（位于MQSeries Workflow编译期下定义的FDL文件中）的帮助下产生Portlet，接下来相关用户就可以通过运行在WPS下的Portlet来处理工作流。
图1-3
更具体地说，以下列出的几点可以帮助你理解为什么这是一个优秀的解决方案：
●如何通过使用RDW工具，自动生成一个在浏览器中运行的工作流，该工作流应基
于MQSeries Workflow资源库中的流程定义。
●接下来如何通过使用JSP-to-portlet转换工具生成基于WPS的GUI或Portlet。
●关于转换工具、设计思路、使用向导、对已产生脚本部署等的细节描述。
在更友好的用户界面上增强消息服务。
需要先安装和配置的软件
本节中所描述的应用需要使用的软件组件包括：
_ IBM MQSeries 5.2
_ IBM MQSeries Workflow 3.3
_ IBM WebSphere Portal Server 2.1
_ IBM WebSphere Application Server 3.5.4
_ Rapid Deployment Wizard (RDW) V1.1
_ IBM WebSphere Studio 3.5 or 4.0
_ 以上未提及的其它基础软件
读者需要具备的背景知识
_ IBM WebSphere Application Server
_ IBM MQSeries Workflow
_ Rapid Deployment Wizard
_ IBM WebSphere Portal Server
_ JSP and Java 编程
1.5.1 WebSphere Portal Server
WebSphere Portal Server可以帮助公司建立自己定制的门户网站来为员工、业务伙伴和客户提供服务。客户可登录到门户并进入已个性化的网页，通过网页他们可以访问到他们所需要的信息、人员和应用。这种个性化的单点登录既可满足你对所需资源的访问需求，又可以降低信息负载，加快产品开发，并提高网站的使用率。
门户的主要目的是给用户提供一个可以访问多种信息的单一登录点。门户以客户喜好的方式来组织信息，而无须考虑信息的位置和格式。另外，门户应该能被多种类型的设备访问，比如个人计算机上的浏览器或移动电话上的微型浏览器。
IBM WebSphere 的门户架构能帮助某个具体门户创建、集成、管理、个性化信息和应用，以满足某个用户或某类用户的需要和兴趣。
使用门户服务器进行单点登录
在如今多种技术可用的环境下，很多公司正在摈弃原来那种从头到尾开发一个应用并提供所有所需功能和服务的做法。现在他们更倾向于到已有的应用和工具中去寻找合适的应用，而不管这些应用或工具是自己开发的还是由其它供应商提供的。这种集成导致了这些应用存在着多个访问点，所以它也需要进行多次登录。
WPS（WebSphere Portal Server）允许用户通过单一入口点访问多个服务器上的多个应用。作为这种单点登录的一部分，它在遇到新的portlet时可以减少提示用户要求输入用户名和密码次数的特征受到了广泛的欢迎。WebSphere Portal Server通过使用JAAS的应用编程接口提供了这种单点登录的功能。
个性化
WPS允许用户根据自己的喜好来定制门户页面的外观。部分定制工作可通过管理设置来完成，如果不设置，系统会使用默认的设置和对portlet的访问权限。高级的定制工作可通过明确的用户操作来完成，如修改门户主页的内容和布局。
1.5.2 MQSeries Workflow
MQSeries Workflow是一个工作流管理系统，它允许你通过运行软件来定义、管理和执行业务过程。MQSeries Workflow也可以让单位中的某个部门在没有程序员协助的情况下设计和修改自己部门的业务过程。整个工作流的开发是分散的。换言之，部门完全可以自己来设计、建模和发布大部分的业务过程，或者只对后台应用做少量修改。
MQWF允许你从应用逻辑中分离业务流，你可以使业务流成为清晰可见的、可变的状态。通过业务过程，你既可以集成交互界面的应用，也可以集成后台系统的应用，从而增强和支
持业务过程执行。最终达到增强生产力和提高质量的目的。
1.6 DB2 Universal Database
DB2 Universal Database是市场上主流的数据库管理工具。从商业智能到交易处理，它能为所有应用提供良好的性能、强大的扩展性、大量交易的处理能力和更为简便的维护。DB2 Universal Database具有以下优点：
●多平台支持：DB2 Universal Database支持多种操作平台，包括AIX、 HP-UX、 Solaris、
Linux、 NUMA-Q、 OS/2、和 Windows。它支持远程访问分布式数据的所有主要行业标准，在开放的网络计算环境下进行管理也很容易。
●轻松使用和管理：DB2 Universal Database提供了一套完整的图形界面管理工具，可
方便地进行安装、管理和远程操作。
●多媒体扩展能力：DB2 Universal Database包含了对涉及多媒体的高级应用的支持，
这些媒体包括文档、图片、音频、视频和多维数据等。DB2为你的应用提供了一系列优秀的集成工具。对数据支持的能力已超越了传统的数字型数据和字符型数据。DB2为你的应用提供了跨多种数据类型进行内容集成的能力，这将使你的电子商务具有更强大的竞争力。
●业务智能发生器：DB2 Universal Database支持从数据仓库和联机分析处理（OLAP）
到数据采集等一系列商业智能。这种在单一数据库里对OLAP到OLTP完全的支持能力能帮助客户分析出新的商业机会、提供更好的服务、降低成本并做出明智的业务决策。
●完全的Web支持能力：DB2 Universal Database和Web技术完全集成，这样通过公司的
Intranet就可以方便地访问到Internet上的数据。最新的Web支持组件包括了通过MQSeries消息队列（被当作是DB2数据库视图）访问数据的能力、对JDBC2.0的支持，以及使用简单对象访问协议（SOAP）通过Internet访问DB2服务的能力。这些功能使得和DB2相关的应用在激烈的竞争中处于最前沿的位置。
●高级扩展能力：DB2 Universal Database具有高度的可扩展性。因此，无论是只支持
单一用户的普及型设备、支持移动用户的便携式设备，还是具有千兆字节数据处理能力和/或上千用户的大型并行系统，都可以使用DB2。
DB2在门户项目里的角色
DB2 Universal Database在门户项目里的使用非常广泛，在很多我们已发布的门户产品里它通常作为一个后台资源库。以下简要列出DB2在每个产品中所扮演的主要角色。
1.WebSphere Application Server 3.5 (WAS)
DB2在WAS里主要作为一个资源库服务器，它主要用于Java组件和日志数据的持久性存储。
2．WebSphere Portal Server
WebSphere Portal Server使用DB2来存储诸如门户页面和portlet设置之类的具体门户数据。WebSphere Portal Server允许用户扩展LDAP的inetOrgPerson用户计划表来满足所需。这些具体的门户属性都可以存储在数据库里。
3．IBM SecureWay Directory
IBM SecureWay Directory使用DB2进行后台存储以提高操作的效率。它同时也使用DB2来提供在线备份和恢复功能，并利用DB2来实现更大容量的阅读请求。
4．Divine
Divine使用DB2来进行内部组件跟踪和自身Java组件的持久性存储。当Divine Content Server执行内容发布时，它会更新DB2数据库，数据库里保存的可以是图片、视频、文本和具体应用数据等业务数据信息。
5. Web Application资源库
在我们的解决方案中，DB2也作为各种应用的资源库系统。这包括：
●Shopping List数据库用来存储用户的采购菜单。
●Health Node数据库用来存储相关健康信息。
●Emulated Target Expert Systems用来存储客户忠诚度的相关信息。
1.7 IBM SecureWay Directory
IBM SecureWay Directory包含了一个轻量级目录访问协议（LDAP）第三版的服务器，
可支持IETF LDAPv3 (RFC 2251)协议。另外，它还支持以下功能：
●安全套接层（SSL）
●复制
●访问控制
●客户端资格验证
●CRAM MD5验证
●改变日志
●口令加密
●服务器插件
●通过组合Relative Distinguish Name (RDN)增强搜索能力
●基于Web的服务器管理GUI
●LDAP V3 模式定义
●IBM公共模式定义
它也可以和基于IETF LDAP V2的客户端进行互相操作。
SecureWay Directory包含了IBM在功能和效率方面的增强。它使用IBM DB2进行后台存储，可以为每一个LDAP操作事务提供完整的、高性能操作以及在线备份和恢复的能力。
SecureWay Directory包含在WebSphere Application Server包里面，你也可以从IBM 外部网站（https://www.360docs.net/doc/9716646932.html,/software/network/directory）上免费下载。
在我们对概念场景的实际应用中，SecureWay Directory提供了轻量级第三方认证（LTPA）以及WebSphere Application Server和Portal Server的用户资源库。
1.8 IBM kiosk
1.8.1 Model 150描述
根据高性能的需求和时尚风格而设计，新的IBM NetVista Kiosk Model 150提供了一个强大的自服务应用平台可用于任何实际的零售环境——从杂货店到专业便利店到大型超市。它支持浏览器和现有的媒体类型，配有550MHz的处理器，20G硬盘和多种可选的外围设备。和原来的120型号一样，150也有着一个光滑的、结实的外壳，经久耐用，即使在无人看管环境下也无须担心。另外，150还配备了一个15英寸的液晶触摸屏显示器。通过使用IBM NetVista Kiosk，你的客户可自助服务而无须再排队等待，你可以不用在网站上增加任何内容就为你的客户提供另外一个可选择的世界，而且你还可以在降低人工成本的同时提高客户服务的质量。
1.8.2 Model 120信息
现在的消费者期望能从购物经历中获得比以前更多的东西。为了帮助零售商面临这些挑战——并找到一个电子商务解决方案——我们向你推荐IBM NetVista Kiosk。
图1-4 IBM NetVista Kiosk
这种功能强大、基于Web的零售机——作为IBM MerchantReach策略的一部分——是专为电子商务而设并在多渠道零售中进行了优化。采用了先进的触摸屏技术和对多媒体的支持能力，再加上完善的零售核心技术和开放平台，IBM NetVista Kiosk能帮助你：
●通过交互式的销售增加收益，在购买之前你可以先尝试并进行个性化的定制。
●通过提供所有产品信息、减少等待时间、提供自助服务能力和其它可以增加购物
经验的选项来提高客户忠诚度。
●在不增加固定投入、劳动力和库存的条件下增加销售商品的种类。
●减少固定资产维护的费用，并将潜在的拥有成本降到最低。
●支持对礼品登记、信用应用、工作应用、产品说明和其它任务的记录存储。
高性能处理
IBM NetVista Kiosk包含了一个可调整的矩形液晶触摸屏界面，一块可用于全速动画和多媒体播放的3D图形加速卡，一个红外线传感器，以及一块可连到LAN和Web上的网卡。除此以外，还有很多可选的标准外围设备，如PCMCIA扩展槽、RS-232接口、USB和并行插口。换言之，这种零售机可以运行目前IBM业务伙伴开发的最先进的应用。另外，它采用的开发系统设计的特征可以很方便地集成到现有的零售环境中以保护你的投资。
图1-5 液晶触摸屏
远程管理和监视
因为IBM NetVista Kiosk是支持Web的，所以可以远程或现场管理零售机的硬件、应用和网络连接。为达此目的，IBM提供了一套全面的零售机管理工具：IBM Consumer Device Services (CDS)、NetCDS 和 Kiosk Manager。
●CDS提供了设备管理和诊断能力。
●NetCDS提供了安全的Web访问机制，它可以通过一个简单、依靠点击就能完成的
界面来进行配置。
●Kiosk Manager提供了远程监视零售机设备的能力并可以远程发送消息，比如服
务请求、应用数据日志、用户跟踪记录的时间戳、设备的历史记录和软件/内容
的更新。总之，这些工具能在世界上任何一个地方对网络上的每一台零售机的每
一个设备进行完全监视和可视诊断。
强大——内外如一
无论零售机提供了什么样的服务，它们都必须建立在具体零售操作的基础上。为保证IBM NetVista Kiosk能与现有的企业数据和事务集成，我们使用基于标准兼容软件的开放平台来进行数据库、消息和应用开发。
图1-6 IBM NetVista Kiosk 能承受粗暴的对待
在外观上，零售机必须要能经受住某些顾客粗鲁的举动，这也就是为什么IBM NetVista Kiosk采用褶皱、经久耐用的部件以满足环境所需的原因。结实、金属外壳，再加上外涂特殊材料的表层使Kiosk能承受各种破坏。密封的按钮、端口、插槽，就象加了一把安全锁，能防止各种损害。最后，系统的防渗漏、密封结构能保护电子元件免受灰尘及潮湿的影响。
第二章架构
CFD网格及其生成方法概述
CFD网格及其生成方法概述 作者：王福军 网格是CFD模型的几何表达形式，也是模拟与分析的载体。网格质量对CFD计算精度和计算效率有重要影响。对于复杂的CFD问题，网格生成极为耗时，且极易出错，生成网格所需时间常常大于实际CFD计算的时间。因此，有必要对网格生成方式给以足够的关注。 1 网格类型 网格（grid）分为结构网格和非结构网格两大类。结构网格即网格中节点排列有序、邻点间的关系明确，如图1所示。对一于复杂的儿何区域，结构网格是分块构造的，这就形成了块结构网格（block-structured grids）。图2是块结构网格实例。 图1 结构网格实例 图2 块结构网格实例 与结构网格不同，在非结构网格（unstructured grid）中，节点的位置无法用一个固定的法则予以有序地命名。图3是非结构网格示例。这种网格虽然生成过程比较复杂，但却有着极好的适应性，尤其对具有复杂边界的流场计算问题特别有效。非结构网格一般通过专门的
程序或软件来生成。 图3 非结构网格实例 2 网格单元的分类 单元（cell）是构成网格的基本元素。在结构网格中，常用的ZD网格单元是四边形单元，3D网格单元是六面体单元。而在非结构网格中，常用的2D网格单元还有三角形单元，3D 网格单元还有四面体单元和五面体单元，其中五面体单元还可分为棱锥形（或楔形）和金字塔形单元等。图4和图5分别示出了常用的2D和3D网格单元。 图4 常用的2D网格单元 图5 常用的3D网格单元
3 单连域与多连域网格 网格区域（cell zone）分为单连域和多连域两类。所谓单连域是指求解区域边界线内不包含有非求解区域的情形。单连域内的任何封闭曲线都能连续地收缩至点而不越过其边界。如果在求解区域内包含有非求解区域，则称该求解区域为多连域。所有的绕流流动，都属于典型的多连域问题，如机翼的绕流，水轮机或水泵内单个叶片或一组叶片的绕流等。图2及图3均是多连域的例子。 对于绕流问题的多连域内的网格，有O型和C型两种。O型网格像一个变形的圆，一圈一圈地包围着翼型，最外层网格线上可以取来流的条件，如图6所示。C型网格则像一个变形的C字，围在翼型的外面，如图7所示。这两种网格部属于结构网格。 图6 O型网格 图7 C型网格 4 生成网格的过程
网格划分的几种基本处理方法
网格划分的几种基本处理方法 贴体坐标法： 贴体坐标是利用曲线坐标，并使其坐标线与燃烧室外形或复杂计算区域边界重合，这样所有边界点能够用网格点来表示，不需要任何插值。一旦贴体坐标生成通过变换，偏微分方程求解可以不在任意形状的物理平面上，而在矩形或矩形的组合（空间问题求解域为长方体或它们的组合）转换平面上进行。这样计算与燃烧室外形无关，也与在物理平面上网格间隔无关。 而是把边界条件复杂的问题转换成一个边界条件简单的问题；这样不仅可避免因燃烧室外形与坐标网格线不一致带来计算误差，而且还可节省计算时间和内存，使流场计算较准确，同时方便求解，较好地解决了复杂形状流动区域的计算，在工程上比较广泛应用。 区域法： 虽然贴体坐标系可以使坐标线与燃烧室外形相重合，从而解决复杂流动区域计算问题。但有时实际流场是一个复杂的多通道区域，很难用一种网格来模拟，生成单域贴体网格，即使生成了也不能保证网格质量，影响流场数值求解的效果。因此，目前常采用区域法或分区网格，其基本思想是，根据外形特点把复杂的物理域或复杂拓扑结构的网格，分成若干个区域，分别对每个子区域生成拓扑结构简单的网格。由这些子区域组合而成的网格，或结构块网格。对区域进行分区时，若相邻两个子域分离边界是协调对接，称为对接网格；若相邻两子域有相互重叠部分，则此分区网格称为重叠网格。根据实际数值模拟计算的需要，把整个区域（燃烧室）分成几个不同的子区域，并分别生成网格。这样不仅可提高计算精度，而且还可节省计算机内存，提高收敛精度。但是计算时，必须考虑各区域连接边界处耦合以及变量信息及时、准确地传递问题。处理各个区域连接有多种方法，其中一个办法是在求解各变量时各区域可以单独求解若干次而对压力校正方程．设压力校正值在最初迭代时为零，为了保证流量连续各个区域应同时求解，然后对各个速度和压力进行校正。或者采用在两个区域交界处有一个重叠区，两个区域都对重叠区进行计算，重叠区一边区域内的值，要供重叠区另一边区域求解时用。或通过在重叠内建立两个区域坐标对应关系，实现数据在重叠区内及时传递。如果两个区采用网格疏密分布不相同，要求重叠区二边流量相等。区域法能合理解决网格生成问题，已被大量用来计算复杂形状区域流动。 区域分解法： 对于复杂几何形状的实际燃烧装置，为了保证数值求解流场质量，目前常采用区域分解法。该法基本要点是：根据燃烧室形状特点和流场计算需要，把计算区域分成一个主区域和若干个子区域，对各个区域（块）分别建立网格，并对各个区域分别进行数值求解。区域分解原则是尽量使每个子区域边界简便以便于网格建立，各个子区域大小也尽可能相同，使计算负载平衡有利于平行计算。各区域的网格间距数学模型以及计算方法都可以不同，通常在变量变化梯度大的区域，可以布置较细网格，并采用高阶紊流模型和描述复杂反应的紊流燃烧模型，以便更合理模拟实际流场。对于变量变化不太大区域，可采用较疏的网格和较简单的数学模型，这样可节省计算时间。各子区域的解在相邻子区域边界处通过耦合条件来实现光滑，相邻子区域连接重叠网格或对接网格来实现，在各子区域交界处通过插值法提供各子域求解变量的信息传递，满足各子域流场计算要求通量和动量守恒条件以便实现在交界面处各子域流场解的匹配和耦合，从而取得全流场解。 非结构网格法： 上述各方法所生成的网格均属于结构化网格，其共同特点是网格中各节点排列有序，每个节点与邻点之间关系是固定的，在计算区域内网格线和平面保持连续。特别是其中分区结构网格生成方法已积累了较多经验，计算技术也较成熟，目前被广泛用来构造复杂外形区域
网格划分主要软件
网格划分主要软件 网格划分——连续空间的离散化。 主要软件： ICEM-CFD（Ansys Inc）： 最NB的网格划分软件，主要四个模块：Tetra（水平最高）、Hexa（用起来方便）、Global（难得的笛卡尔网格划分软件）、AutoHexa（算是垃圾，有那幺一点点用处）。接口贼多，几乎支持所有流行的CFD软件！！！使用方便，一个月内可以学会，两个月就可以针对课题努力了。这个软件还有后处理模块Visual3，但是目前说来还没有听过哪个兄弟用过，我也没用过。 Gridgen（Poinwise Inc）： 你要学习网格理论，用它比较好，你要和它一起来完成网格，不能靠它自动给你个复杂网格。结构网格划分很好。帮助文档有些标新立异了，很多术语就是难为大家这些入门级别的，实体不叫实体，它非得说是Database，何必呢！ Gambit（Fluent Inc）： 好学、好用。就是要拖着一个Exceed当靠山，功能强大。但是占用内存比较多，常常会跑死机（不是个别的问题）。 CFX-build（Ansys Inc）： 基于Patran的非结构网格划分软件，会Patran就会它！功能自不用说，Patran有多猛，搞FEA/CAE的兄弟都知道。 CFD-Geom（CFDRC Inc）： 好学，不过有些概念要仔细领会，最好是对拓扑与网格结构、类型比较熟悉。 Patran（Msc Inc）、Hypermesh（Altair Inc）： 这两个不说了FEA方面的猛将，CFD也可以借鉴。 以上按功能和在CFD领域的适用范围分类。 TrueGrid六面体网格划分工具 TrueGrid六面体网格划分工具 中文名称：TrueGrid六面体网格划分工具 英文名称：Scientific.Truegrid
网格划分方法
网格划分的几种基本处理方法 学习2010-01-10 17:13:52 阅读48 评论0 字号：大中小 贴体坐标法： 贴体坐标是利用曲线坐标，并使其坐标线与燃烧室外形或复杂计算区域边界重合，这样所有边界点能够用网格点来表示，不需要任何插值。一旦贴体坐标生成通过变换，偏微分方程求解可以不在任意形状的物理平面上，而在矩形或矩形的组合（空间问题求解域为长方体或它们的组合）转换平面上进行。这样计算与燃烧室外形无关，也与在物理平面上网格间隔无关。 而是把边界条件复杂的问题转换成一个边界条件简单的问题；这样不仅可避免因燃烧室外形与坐标网格线不一致带来计算误差，而且还可节省计算时间和内存，使流场计算较准确，同时方便求解，较好地解决了复杂形状流动区域的计算，在工程上比较广泛应 用。 区域法： 虽然贴体坐标系可以使坐标线与燃烧室外形相重合，从而解决复杂流动区域计算问题。但有时实际流场是一个复杂的多通道区域，很难用一种网格来模拟，生成单域贴体网格，即使生成了也不能保证网格质量，影响流场数值求解的效果。因此，目前常采用区域法或分区网格，其基本思想是，根据外形特点把复杂的物理域或复杂拓扑结构的网格，分成若干个区域，分别对每个子区域生成拓扑结构简单的网格。由这些子区域组合而成的网格，或结构块网格。对区域进行分区时，若相邻两个子域分离边界是协调对接，称为对接网格；若相邻两子域有相互重叠部分，则此分区网格称为重叠网格。根据实际数值模拟计算的需要，把整个区域（燃烧室）分成几个不同的子区域，并分别生成网格。这样不仅可提高计算精度，而且还可节省计算机内存，提高收敛精度。但是计算时，必须考虑各区域连接边界处耦合以及变量信息及时、准确地传递问题。处理各个区域连接有多种方法，其中一个办法是在求解各变量时各区域可以单独求解若干次而对压力校正方程．设压力校正值在最初迭代时为零，为了保证流量连续各个区域应同时求解，然后对各个速度和压力进行校正。或者采用在两个区域交界处有一个重叠区，两个区域都对重叠区进行计算，重叠区一边区域内的值，要供重叠区另一边区域求解时用。或通过在重叠内建立两个区域坐标对应关系，实现数据在重叠区内及时传递。如果两个区采用网格疏密分布不相同，要求重叠区二边流量相等。区域法能合理解决网格生成问题，已被大量用来计算复杂形状区域流动。 区域分解法： 对于复杂几何形状的实际燃烧装置，为了保证数值求解流场质量，目前常采用区域分解法。该法基本要点是：根据燃烧室形状特点和流场计算需要，把计算区域分成一个主区域和若干个子区域，对各个区域（块）分别建立网格，并对各个区域分别进行数值求解。区域分解原则是尽量使每个子区域边界简便以便于网格建立，各个子区域大小也尽可能相同，使计算负载平衡有利于平行计算。各区域的网格间距数学模型以及计算方法都可以不同，通常在变量变化梯度大的区域，可以布置较细网格，并采用高阶紊流模型和描述复杂反应的紊流燃烧模型，以便更合理模拟实际流场。对于变量变化不太大区域，可采用较疏的网格和较简单的数学模型，这样可节省计算时间。各子区域的解在相邻子区域边界处通过耦合条件来实现光滑，相邻子区域连接重叠网格或对接网格来实现，在各子区域交界处通过插值法提供各子域求解变量的信息传递，满足各子域流场计算要求通量和动量守恒条件以便实现在交界面处各子域流场解的匹配和 耦合，从而取得全流场解。 非结构网格法： 上述各方法所生成的网格均属于结构化网格，其共同特点是网格中各节点排列有序，每个节点与邻点之间关系是固定的，在计算区域内网格线和平面保持连续。特别是其中分区结构网格生成方法已积累了较多经验，计算技术也较成熟，目前被广泛用来构造复杂外形区域内网格。但是，若复杂外形稍有改变，则将需要重新划分区域和构造网格，耗费较多人力和时间。为此，近年来又发展了另一类网格——非结构网格。此类网格的基本特点是：任何空间区域都被以四面体为单元的网格所划分，网格节点不受结构性质限制，能较好地处理边界，每个节点的邻点个数也可不固定，因此易于控制网格单元的大小、形状及网格的位置。与结构网格相比，此类网格具有更大灵活性和对复杂外形适应性。在20世纪80年代末和90年代初，非结构网格得到了迅速发展。生成非结构网格方法主要有三角化方法和推进阵面法两种。虽然非结构网格容易适合复杂外形，但与结构网格相比还存在一些缺点：（1）需要较大内存记忆单元节点之
网格生成技术
I 目录 1 概述 (1) 2 结构网格 (3) 2.1 贴体坐标法 (3) 2.2 块结构化网格 (11) 3 非结构网格 (16) 3.1 概述 (16) 3.2 阵面推进法 (16) 3.3 Delaunay三角划分 (19) 3.4 四叉树（2D）/八叉树（3D）方法 (21) 3.5 阵面推进法和Delaunay三角划分结合算法 (22) 4 其他网格生成技术 (23) 4.1 自适应网格 (23) 4.2 混合网格 (25) 4.3 动网格 (26) 4.4 曲面网格 (27) 4.5 重叠网格 (28) 5 网格生成软件 (29) 5.3 Gambit (29) 5.2 ICEM CFD (30) 5.1 TrueGrid (32) 5.2 Gridgen (34)
1 概述 计算流体力学作为计算机科学、流体力学、偏微分方程数学理论、计算几何、数值分析等学科的交叉融合，它的发展除依赖于这些学科的发展外，更直接表现于对网格生成技术、数值计算方法发展的依赖。 在计算流体力学中，按照一定规律分布于流场中的离散点的集合叫网格（Grid），分布这些网格节点的过程叫网格生成（Grid Generation）。网格生成是连接几何模型和数值算法的纽带，几何模型只有被划分成一定标准的网格才能对其进行数值求解，所以网格生成对CFD至关重要，直接关系到CFD计算问题的成败。一般而言，网格划分越密，得到的结果就越精确，但耗时也越多。1974年Thompson等提出采用求解椭圆型方程方法生成贴体网格，在网格生成技术的发展中起到了先河作用。随后Steger等又提出采用求解双曲型方程方法生成贴体网格。但直到20世纪80年代中期，相比于计算格式和方法的飞跃发展，网格生成技术未能与之保持同步。从这个时期开始，各国计算流体和工业界都十分重视网格生成技术的研究。上个世纪90年代以来迅速发展的非结构网格和自适应笛卡尔网格等方法，使复杂外形的网格生成技术呈现出了更加繁荣发展的局面。现在网格生成技术已经发展成为CFD的一个重要分支，它也是计算流体动力学近20年来一个取得较大进展的领域。也正是网格生成技术的迅速发展，才实现了流场解的高质量，使工业界能够将CFD的研究成果——求解Euler/NS方程方法应用于型号设计中。 随着CFD在实际工程设计中的深入应用，所面临的几何外形和流场变得越来越复杂，网格生成作为整个计算分析过程中的首要部分，也变得越来越困难，它所需的人力时间已达到一个计算任务全部人力时间的60%左右。在网格生成这一“瓶颈”没有消除之前，快速地对新外形进行流体力学分析，和对新模型的实验结果进行比较分析还无法实现。尽管现在已有一些比较先进的网格生成软件，如ICEM CFD、Gridgen、Gambit等，但是对一个复杂的新外形要生成一套比较合适的网格，需要的时间还是比较长，而对于设计新外形的工程人员来说，一两天是他们可以接受的对新外形进行一次分析的最大周期。要将CFD从专业的研究团体中脱离出来，并且能让工程设计人员应用到实际的设计中去，就必须首先解决网格生成的自动化和即时性问题，R.Consner等人在他们的一篇文章中，详细地讨论了这些方面的问题，并提出：CFD研究人员的关键问题是“你能把整个设计周期缩短多少天？”。而缩短设计周期的主要途径就是缩短网格生成时间和流场计算时间。因此，生成复杂外形网格的
ANSYS 13.0 Workbench 网格划分及操作案例
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
mike21fm网格生成器中文教程
MIKE21 FM网格生成器培训教程
目录 17简介 (1) 17.1概念 (2) 17.2边界定义 (3) 18开始 (3) 18.1介绍 (3) 18.2数据位置 (4) 18.3 步骤1 - 建立一个工作区域 (4) 18.4步骤2 - 导入模型边界线 (5) 18.5步骤3 - 编辑陆地边界线 (7) 18.6 步骤4 - 定义开边界 (9) 18.7步骤5 - 生成网格 (9) 18.8步骤6 - 对陆地边界进行光滑处理 (10) 18.9步骤7 - 网格地形插值 (12) 18.10 步骤8 - 对网格进行光滑处理 (15) 18.11 步骤9 - 使用多边形来控制节点密度 (15)
MzGeneric.pdf手册中Mesh Generator部分 17 简介 网格生成器（mesh generator）为制作三角网格提供了工作平台。 创建合理的网格是模型获得可靠结果的重要条件。基于 MIKE Zero 之上的MIKE 21 Flow Model FM, MIKE 3 Flow Model FM 和 MIKE 21 Spectral Wave Model FM,都是以三角网格为基础的。 图 17.1 全球模型的陆地/海洋边界 网格的生成包括选择适当的模拟范围，确定地形网格的分辨率，考虑流场，风场和波浪场的影响，为开边界和陆地边界确定边界代码。此外，在考虑稳定性的前提下，确定地理空间的分辨率。 生成网格文件可以使用MIKE Zero网格生成器。网格文件是一个ASCII文件（扩展名*.mesh），其中包括地理位置信息和在网格中每一个节点的水深。文件还包括三角形的节点连通性信息。所有关于生成网格文件的配置信息都在网格定义文件(扩展名*.mdf) 中, 文件可以被修改和再利用。 网格生成器的功能包括从不同的外部信息源(例如. XYZ 水深点，XYZ等值线，MIKE 21矩形网格地形，MIKE C-MAP数据) 输入原始数据，或是用内置的制图工具手动创建地形数据。用户可以在网格生成器中导入背景图片，例如地图，在数据编辑时使用它们，或用来提高图形的后处理效果。
网格生成及修正技巧
网格生成及修正技巧 1引言 网格是CFD 模型的几何表达形式，也是模拟与分析的载体。网格质量对CFD 计算精度和计算效率有着重要的影响。对于复杂的CFD 问题，网格的生成极为耗时，并且极易出错，生成网格所需的时间常常大于实际CFD 计算的时间。因此，有必要对网格生成以及修正方法进行足够的研究。 考虑到目前的CFD 计算多是通过专用的网格生成软件来划分所需要的网格，因此，本文就如何利用专用前处理软件GAMBIT 来介绍网格的生成和修正技巧。 2 网格类型 网格主要有两种：结构网格和非结构网格[1] [2]在结构网格中，常用的2D 网格单元是四边形单元，3D 网格单元是六面体单元。而在非结构网格中，常用的2D 网格单元还有三角形单元，3D 网格单元还有四面体单元和五面体单元，其中五面体单元还分为棱锥形(或楔形)和金字塔形单元等。结构网格的最大特点在于网格中节点排列有序，邻点间关系明确，结构简单，构造方便，与计算机语言自然匹配，容易计算，网格生成速度快，质量好，数据结构简单等优点；缺点是适用的范围比较窄，只适用于形状规则的图形，对复杂几何形状的适应能力差。非结构网格舍去了网格节点的结构性限制，易于控制网格单元的大小、形状及节点位置，灵活性好，对复杂外形的适应能力强——流场变化比较大的地方，可以进行局部网格加密。但其无规则性也导致了在模拟计算中存储空间增大，寻址时间增长，计算效率低于结构化网格，计算时间长等缺点。 [1]。 （a ）三角形 （b ）四边形 图1 常用的2D 网格单元 （a ）四面体 （b ）六面体 （c ）五面体（凌锥） （d ）五面体（金字塔） 图2 常用的3D 网格单元 3 单连域与多连域网格 网格区域分为单连域和多连域两类。所谓单连域是指求解区域边界线内不包含有非求解
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.
并行网格生成技术
并行网格生成技术 分类 基于以下三种网格生成技术：Delaunay 网格前沿法，边细分法。 并行网格生成将原始网格生成问题划分成N个子问题来求解。 子问题的求解可分为以下三种形式： 紧耦合，部分耦合，无耦合。 并行网格生成中的难点在于 1.维持并行算法的稳定性，使得并行算法的结果正确。 2.代码重用：将原始算法移植为并行算法时不需要改动原始算法代码，并且能保证并行算法的正确性。 基于Delaunay的方法 空洞算法： 上述算法并行化后引发如下问题：
图(a)中两个空洞相交，使得产生的三角剖分边相交。 图(b)中两个空洞共享一条边，使得最终产生的剖分可能不满足德劳内空圆准则。 紧耦合算法： Parallel Optimistic Delaunay Meshing Method (PODM) PODM算法对子网格划分没有要求，这个算法通过重新划分子网格边界来保证算法稳定性。如下图(a)所示，空洞扩展到子区域之外时，将通过子区域之间的通信来保证算法的正确性。因此，这个算法是紧耦合的，不具备代码重用性。 图(a)是空洞扩展到子区域之外的情况。 图(b)是并行插入时的同步时间图。 无耦合算法： Parallel Projective Delaunay Meshing (PPDM) PPDM算法的基本思想是预先计算出Delaunay-admissible子区域边界。即，最终生成的Delaunay剖分将包括这个边界。
这样，每个子网格就可以完全独立的计算各自剖分。 因此，这个算法是无耦合并且是可完全代码复用的。 生成Delaunay-admissible子区域边界的基本思想如下: 先生成三维点集的一个凸壳。首先用Inertia Axis分割法将凸壳用平面II分成两个近似相等 的部分。然后搜索所有三角面(如上图)，使得存在一个空球，球心在平面II上，球面经过P,Q,R且球内不包含其它任何点。这样，这些三角面就构成了一个Delaunay-admissible边界。 部分耦合算法： Parralel Constrained Delaunay Meshing (PCDM) method
ABAQUS 划分网格的方法(读书总结)
划分网格的方 1.独立实体（independent instance）和非独立实体(dependent instance) 对非独立实体划分网格时，应在窗口顶部的环境栏中把Object选项设为part,即对部件划分网格； 对独立实体划分网格时, 应在窗口顶部的环境栏中把Object选项设为assembly,即对装配件划分网格 2.网格单元形状 在MESH功能模块中，Mesh—Controls，弹出Mesh Controls对话框，其中可选择单元形状。2D问题，有以下可供选择的单元形状。 1)Quad：网格中完全使用四边形单元； 2)Quad-dominated:网格中主要使用四边形单元，但在过渡区域允许出现三角形单元。选择 Quad-dominated类型更容易实现从粗网格到细网格的过渡； 3）Tri:网格中完全使用三角形单元； 对于3D问题，包括以下可供选择的单元形状： 1）Hex:网格中完全使用六面体单元； 2）Hex-dominated:网格中主要使用六面体单元，但在过渡区域允许出现楔形（三棱柱）单元； 3）Tet:网格中完全使用四面体单元； 4）Wedge:网格中完全使用楔形单元； Quad(2D问题)和Hex（3D问题）可以用较小的计算代价得到较高的精度，应尽可能选择这两种单元。 3.网格划分技术 Structured(结构化网格)：采用结构化网格的区域显示为绿色； Sweep(扫掠网格)：采用扫掠网格的区域显示为黄色； Free(自由网格)：采用自由网格的区域显示为粉红色； 自由网格技术采用Tri和Tet，一般应选择带内部节点的二次单元来保证精度；结构化网格和扫掠网格一般采用Quad和Hex单元，分析精度相对较高。 4.划分网格的算法 使用Quad和Hex单元划分网格时，有两种可供选择的算法：Medial Axis(中性轴算法)和Advancing Front(进阶算法)。 Medial Axis(中性轴算法)：首先把要划分网格的区域分成一些简单的区域，然后使用结构化网格划分技术来为简单区域划分网格。Medial Axis(中性轴算法)算法有以下特性： 1）使用Medial Axis(中性轴算法)更容易得到单元形状规则的网格，但网格和种子的位置吻合较差； 2）在二维模型中使用Medial Axis(中性轴算法)，选择Minimize the mesh transition(最小化网格过渡)，可以提高网格的质量，但使用这种方法生成的网格更容易偏离种子。 3）如果在模型的一部分边上定义了受完全约束的种子，Medial Axis(中性轴算法)会自动为其他的边选择最佳的种子分布； 4）Medial Axis算法不支持由CAD模型导入的不精确模型和虚拟拓扑。 Advancing Front(进阶算法)：首先在边界上生成四边形网格，然后再向区域内部扩展。具有以下特性： 1）使用Advancing Front算法得到的网格可以和种子的位置吻合的很好，但在较窄的区域内，精确匹配每粒种子可能使网格歪斜； 2）使用Advancing Front算法更容易得到单元大小均匀的网格。在Explicite，网格的小单元会限制增量步长。 3）使用Advancing Front算法更容易得到从粗网格到细网格的过渡； 5. 网格划分失败的解决方法
网格划分的方法
网格划分的方法 1.矩形网格差分网格的划分方法 划分网格的原则： 1）水域边界的补偿。舍去面积与扩增面积相互抵消。2）边界上的变步长处理。 3）水、岸边界的处理。 4）根据地形条件的自动划分。 5）根据轮廓自动划分。
2.有限元三角网格的划分方法 1）最近点和稳定结构原则。 2）均布结点的网格自动划分。 3）逐渐加密方法。 35 30 25 20 15 10 5 05101520253035
距离(m)距 离 (m) 3. 有限体积网格的划分方法 1） 突变原则。 2） 主要通道边界。 3） 区域逐步加密。
距离(100m) 离距(100m )距离(100m)离距(100m )
4. 边界拟合网格的划分方法 1） 变换函数：在区域内渐变，满足拉普拉斯方程的边值问题。 ),(ηξξξP yy xx =+ ),(ηξηηQ yy xx =+ 2） 导数变化原则。 ?????? ??????=?????? ??????-ηξ1J y x ，???? ??=ηηξξy x y x J 为雅可比矩阵，??? ? ??--=-ηηξξy x y x J J 11， ξηηξy x y x J -= )22(1 222233ηηξηξηηξηξξηηηηηξξηηξξξηξy y x y y y x y y x x y y x y y x y J xx +-+-+-= 同理可得yy ξ，xx η，yy η。 变换方程为 020222=+++-=+++-）（）（ηξηηξηξξηξηηξηξξγβαγβαQy Py J y y y Qx Px J x x x 其中2222,,ξξηξξηηηγβαy x y y x x y x +=+=+=。
网格划分原则
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、不可压缩材料的体积自锁等问题 ANSYS软件平台提供了网格映射划分和自由适应划分的策略。映射划分用于曲线、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，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。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，采用网格数量、边长及曲率来控制网格的质量。 3 ANSYS网格划分基本原则 3.1 网格数量 网格数量的多少将影响计算结果的精度和计算规模的大小。一般来讲，网格数量增加，计算精度会有所提高，但同时计算规模也会增加，所以在确定网格数量时应权衡两个因数综合考虑。
有限元网格划分方法与基本原理
结构有限元分析中的网格划分技术及其应用实例 结构有限元分析中的网格划分是否直接关系到解算的效果。本文简述了网格划分应用的基本理论，并以空间自由曲面覆盖件和大型整体网络钢筋壳体产品的有限元分析中的网格划分为实例对象，详细讲述了空间自由和三维实体的网格划分基本理论及其在工程中的实际应用，非常具有现实意义和借鉴价值。 一、前言 有限元网格划分是进行有限元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。 CAD软件中流行的实体建模包括基于特征的参数化建模和空间自由曲面混合造型两种 方法。Pro/E和SoildWorks是特征参数化造型的代表，而 CATIA与Unigraphics等则将特征参数化和空间自由曲面混合造型有机的结合起来。现有CAD软件对表面形态的表示法已经大大超过了CAE软件，因此，在将CAD实体模型导入CAE软件的过程中，必须将CAD模型中其他表示法的表面形态转换到CAE软件的表示法上，转换精度的高低取决于接口程序的好坏。在转换过程中，程序需要解决好几何图形（曲线与曲面的空间位置）和拓扑关系（各图形数据的逻辑关系）两个关键问题。其中几何图形的传递相对容易实现，而图形间的拓扑关系容易出现传递失败的情况。数据传递面临的一个重大挑战是，将导入CAE程序的CAD模型改造成适合有限元分析的网格模型。在很多情况下，导入CAE程序的模型可能包含许多设计细节，如细小的孔、狭窄的槽，甚至是建模过程中形成的小曲面等。这些细节往往不是基于结构的考虑，保留这些细节，单元数量势必增加，甚至会掩盖问题的主要矛盾，对分析结果造成负面影响。 CAD模型的“完整性”问题是困扰网格剖分的障碍之一。对于同一接口程序，数据传递的品质取决于CAD模型的精度。部分CAD模型对制造检测来说具备足够的精度，但对有限元网格剖分来说却不能满足要求。值得庆幸的是，这种问题通常可通过CAD软件的“完整性检查”来修正。改造模型可取的办法是回到CAD系统中按照分析的要求修改模型。一方面检查模型的完整性，另一方面剔除对分析无用的细节特征。但在很多情况下，这种“回归”很难实现，模型的改造只有依靠 CAE软件自身。CAE中最直接的办法是依靠软件具有的“重构”功能，即剔除细部特征、缝补面和将小面“融入”大曲面等。有些专用接口在模型传递过程中甚至允许自动完成这种工作，并且通过网格剖分器检验模型的“完整性”，如发现“完整性”不能满足要求，接口程序可自动进行“完整性”修复。当几何模型距 CAE分析的要求相差太大时，还可利用CAE程序的造型功能修正几何模型。“布尔运算”是切除细节和修理非完整特征的有效工具之一。 目前数据传递一般可通过专用数据接口，CAE程序可与CAD程序“交流”后生成与CAE 程序兼容的数据格式。另一种方式是通过标准图形格式如IGES、 SAT和ParaSolid传递。现有的CAD平台与通用有限元平台一般通过IGES、STL、Step、Parasolid等格式来数据交
网格划分的技巧和策略
在中国CAE论坛上看到这个，挺不错的 壳体单元网格划分时，如果能了解一些网格划分的技巧和策略，将会事半功倍。壳体网格划分可以从3个方面入手：几何模型、划分方法和解决策略。 1 几何模型 可以从以下几个方面了解和处理几何模型问题 （1）了解部件的形状，主要集中在尺寸小的部分。 （2）什么样的特征可以被忽略，例如小的倒角和圆孔。 （3）何种特征对分析是关键的特征，这些特征对确保好的单元质量是需要的。 2 划分方法(自动＋手工） 可以采用如下方法 （1）将部件分割为不同的区域。 （2）每个区域必须有可能只使用一种三维网格模式。 （3）寻找下述特点区域：大量生成区域、对称性区域、产生困难的区域。 （4）寻找大量不同区域和方法。 （5）注意什么样的二维网格模式被要求。 （6）观察周围区域：什么功能可以在那里使用。 （7）二维网格模式是否可以延伸到相邻区域中。 （8）寻找对网格模式不能处理位置进行网格划分的方法：如果这样做了，寻找网格可以触及的曲面；注意周围网格将与此模式相融合。 （9）小特征融入大特征中；大特征划分网格时必须考虑到小特征。 （10）注意网格模式。 3 解决策略 壳体网格划分的主要策略如下 （1）内部特征衔接外部特征： l 不能变成被限制的。 l 网格模式需要一个面流入以便它们可以停止 l 从内到外划分网格可以避免此问题。 （2）小特征融入到大特征中：注意模式、大特征划分网格时必须考虑到小特征。 （3）硬特征应当先处理，否则它们会变得难于处理。 （4）通常情况下首先进行大量的生成，后面的编辑是比较容易的。 某些区域比较重要的网格划分的质量要求高些，如力的作用区域，边界条件所在的区域。一些设计区域和离设计区域比较远的地方可以适当放宽要求，但是最好是一些网格性能指标要满足。
网格划分
有限元网格划分 摘要:总结近十年有限元网格划分技术发展状况。首先,研究和分析有限元网格划分的基本原则；其次,对当前典型网格划分方法进行科学地分类,结合实例,系统地分析各种网格划分方法的机理、特点及其适用范围,如映射法、基于栅格法、节点连元法、拓扑分解法、几何分解法和扫描法等；再次,阐述当前网格划分的研究热点,综述六面体网格和曲面网格划分技术；最后,展望有限元网格划分的发展趋势。 关键词:有限元网格划分；映射法；节点连元法;拓扑分解法；几何分解法；扫描法；六面体网格 1 引言 有限元网格划分是进行有限元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。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。 2 有限元网格划分的基本原则 有限元方法的基本思想是将结构离散化,即对连续体进行离散化,利用简化几何单元来近似逼近连续体,然后根据变形协调条件综合求解。所以有限元网格的划分一方面要考虑对各物体几何形状的准确描述,另一方面也要考虑变形梯度的准确描述。为正确、合理地建立有限元模型,这里介绍划分网格时应考虑的一些基本原则。 2.1 网格数量
网格数量直接影响计算精度和计算时耗,网格数量增加会提高计算精度,但同时计算时耗也会增加。当网格数量较少时增加网格，计算精度可明显提高,但计算时耗不会有明显增加;当网格数量增加到一定程度后,再继续增加网格时精度提高就很小,而计算时耗却大幅度增加。所以在确定网格数量时应权衡这两个因素综合考虑。 2.2 网格密度 为了适应应力等计算数据的分布特点,在结构不同部位需要采用大小不同的网格。在孔的附近有集中应力,因此网格需要加密;周边应力梯度相对较小,网格划分较稀。由此反映了疏密不同的网格划分原则:在计算数据变化梯度较大的部位,为了较好地反映数据变化规律,需要采用比较密集的网格;而在计算数据变化梯度较小的部位,为减小模型规模,网格则应相对稀疏。 2.3 单元阶次 单元阶次与有限元的计算精度有着密切的关联,单元一般具有线性、二次和三次等形式,其中二次和三次形式的单元称为高阶单元。高阶单元的曲线或曲面边界能够更好地逼近结构的曲线和曲面边界,且高次插值函数可更高精度地逼近复杂场函数,所以增加单元阶次可提高计算精度。但增加单元阶次的同时网格的节点数也会随之增加,在网格数量相同的情况下由高阶单元组成的模型规模相对较大,因此在使用时应权衡考虑计算精度和时耗。 2.4 单元形状 网格单元形状的好坏对计算精度有着很大的影响,单元形状太差的网格甚至会中止计算。单元形状评价一般有以下几个指标: (1)单元的边长比、面积比或体积比以正三角形、正四面体、正六面体为参考基准。 (2)扭曲度:单元面内的扭转和面外的翘曲程度。 (3)节点编号:节点编号对于求解过程中总刚矩阵的带宽和波前因数有较大的影响,从而影响计算时耗和存储容量的大小
有限元网格划分方法与基本原理
结构有限元分析中的网格划分技术及其应用实例结构有限元分析中的网格划分是否直接关系到解算的效果。本文简述了网格划分应用的基本理论，并以空间自由曲面覆盖件和大型整体网络钢筋壳体产品的有限元分析中的网格划分为实例对象，详细讲述了空间自由和三维实体的网格划分基本理论及其在工程中的实际应用，非常具有现实意义和借鉴价值。 一、前言 有限元网格划分是进行有限元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。 CAD软件中流行的实体建模包括基于特征的参数化建模和空间自由曲面混合造型两种方法。Pro/E 和 SoildWorks 是特征参数化造型的代表，而 CATIA 与 Unigraphics 等则将特征参数化和空间自由曲面混合造型有机的结合起来。现有 CAD软件对表面形态的表示法已经大大超过了CAE软件，因此，在将 CAD实 体模型导入CAE软件的过程中，必须将 CAD模型中其他表示法的表面形态转换到CAE软件的表示法上，转 换精度的高低取决于接口程序的好坏。在转换过程中，程序需要解决好几何图形（曲线与曲面的空间位置）和拓扑关系（各图形数据的逻辑关系）两个关键问题。其中几何图形的传递相对容易实现，而图形间的拓扑关系容易出现传递失败的情况。数据传递面临的一个重大挑战是，将导入CAE程序的CAD模型改造成适 合有限元分析的网格模型。在很多情况下，导入CAE程序的模型可能包含许多设计细节，如细小的孔、狭 窄的槽，甚至是建模过程中形成的小曲面等。这些细节往往不是基于结构的考虑，保留这些细节，单元数量势必增加，甚至会掩盖问题的主要矛盾，对分析结果造成负面影响。 CAD 模型的“完整性”问题是困扰网格剖分的障碍之一。对于同一接口程序，数据传递的品质取决于CAD模型的精度。部分 CAD模型对制造检测来说具备足够的精度，但对有限元网格剖分来说却不能满足要求。值得庆幸的是，这种问题通常可通过CAD软件的“完整性检查”来修正。改造模型可取的办法是回 到CAD系统中按照分析的要求修改模型。一方面检查模型的完整性，另一方面剔除对分析无用的细节特征。但在很多情况下，这种“回归”很难实现，模型的改造只有依靠CAE软件自身。CAE中最直接的办法是依 靠软件具有的“重构”功能，即剔除细部特征、缝补面和将小面“融入”大曲面等。有些专用接口在模型传递过程中甚至允许自动完成这种工作，并且通过网格剖分器检验模型的“完整性”，如发现“完整性” 不能满足要求，接口程序可自动进行“完整性”修复。当几何模型距CAE 分析的要求相差太大时，还可利 用CAE程序的造型功能修正几何模型。“布尔运算”是切除细节和修理非完整特征的有效工具之一。 目前数据传递一般可通过专用数据接口，CAE程序可与CAD程序“交流”后生成与 CAE程序兼容的 数据格式。另一种方式是通过标准图形格式如IGES、SAT和ParaSolid传递。现有的CAD平台与通用有限 元平台一般通过 IGES、 STL、 Step、 Parasolid 等格式来数据交换，早期 IGES 接口应用比较广泛，但由于该标准本身的不严格性，导致多数复杂模型的传递以失败告终，如图 1 所示为某汽车覆盖件在 UGII 中以 I GES格式输出时产生的信息，可以看出其包含大量有限元分析不必要的几何信息。而SAT与 ParaSolid标 准较为严格，被多数 CAD程序采用。由于典型通用有限元软件（如 MSC.PATRANMSC.MARCANSYS ABAQU S、ADINA等）的建模功能都不是很强，尤其是在面对包含复杂空间曲面的产品结构时表现出明显的不足，同时不利于建立后续的单元网格划分模型。因此，利用现有CAD平台（如CATIA、UGII、PRO/E完成网格