自适应网格
网格自适应
第二十三章 网格自适应Fluent 中自适应网格完善特征允许我们根据数据计算结果来修改网格梳密布置或网格走向。
另外，fluent 还提供了创建和查看特定应用的自适应方法。
下面各部分详细描述了自适应的过程。
23.1，自适应的使用23.2，自适应过程23.3，边界自适应23.4，倾斜度自适应23.5，等值线的自适应23.6，区域自适应23.7，体积自适应23.8， 和的自适应+y −y 23.9，管理自适应注册23.10，自适应控制23.11，用修匀和交换方法来改善网格23.1 自适应的使用在fluent 中非结构化网格特征的两个重要优点是：① 跟结构化网格相比减少创建时间② 不会带来因插入新的网格点而使其他单元品质变坏用自适应法完善网格，在网格中如果你需要可以增加网格单元，这样使你更精确地计算流场的特性。
当你正确地用了网格自适应方法，那得到的网格对流体计算是最优的，因为这方法能确定哪里加入了有更多网格单元。
换句话也就是说，充分地利用了计算的资源由于在结构化网格法中典型出现的不必要的网格单元。
而且，在没有完整生成网格条件下，网格完善在计算上的效果就可以实现了。
23.1.1 网格自适应例子一个很有用的如何网格自适应例子是用来计算通过一个二维涡轮可压缩湍流。
图23.1.1描述了环绕叶片的很精细的初始网格。
它表面的节点分布能给叶片几何足够的精度，并且不需要进一步地自适应就能正确地计算湍流边界层。
在另外一面，在进口和出口的网格和周期性边界层是相对粗糙了。
为了确保在叶片通道的流体能合适的计算，我们采用自适应法来完善网格。
图23.1.2为自适应后的网格。
尽管这自适应法的过程可根据被计算的流体而变动，但在这里拿一个涡轮喷流的自适应网格的过程来作为一个例子来介绍自适应的过程。
注意，尽管这个例子是针对可压缩流体的，但是这一般的步骤同样适用于不可压缩流体。
1、 显示等压线的自适应函数来决定一个适当的精度界限值。
（参考23.4部分）2、 确定什么样的网格是“优化”的网格，从而确定相应的误差指针。
自适应网格方法在数值计算中的应用
自适应网格方法在数值计算中的应用自适应网格方法（Adaptive Mesh Refinement，AMR）是一种在数值计算领域中广泛应用的技术。
它通过在计算模型中动态调整网格的细化程度，以提高计算精度和效率。
本文将介绍自适应网格方法在数值计算中的应用，并探讨其优势和限制。
一、自适应网格方法的原理及特点自适应网格方法是一种基于局部误差估计的网格细化策略。
它通过在计算过程中对特定区域的网格进行细化或粗化，以适应问题的特性和求解要求。
该方法可以根据问题的局部性质和需求，自动优化网格布局，有效地减少计算量，提高计算精度。
在自适应网格方法中，根据误差指标对网格进行细化或粗化。
一般来说，细化的网格用于计算问题的关键区域，以提高精度；而粗化的网格适用于计算区域中误差较小的部分，以降低计算成本。
这种局部性的细化策略能够更好地捕捉到问题的细节，并在保证计算精度的同时降低计算资源的消耗。
二、自适应网格方法在流体力学中的应用自适应网格方法在流体力学中具有广泛的应用。
在流体动力学模拟中，流场通常具有复杂的几何形状和流动结构，同时还伴随着不同尺度的湍流和物质传输等问题。
使用传统的均匀网格方法对这些问题进行求解时，往往要求网格格数极高，计算量巨大。
而自适应网格方法可以根据流场的实际情况动态调整网格，精确、高效地解决这些问题。
在流体力学模拟中，AMR可以应用于多个方面，比如粘性流动、湍流模拟以及多相流等。
通过将网格细化于流场的局部区域，AMR可以更好地描述渦流结构、边界层以及湍流边界等。
同时，AMR还可以在计算过程中自动监测流动的演化过程，并根据误差指标进行网格细化或粗化，从而保持较高的计算效率。
三、自适应网格方法在结构力学中的应用自适应网格方法在结构力学领域也有着重要的应用。
在结构力学模拟中，考虑到结构的复杂几何形状以及可能出现的局部应力集中现象，使用传统的均匀网格方法的计算成本非常高。
而采用自适应网格方法可以针对结构的变形情况实时调整网格细化程度，从而更准确地预测结构的应力分布和变形情况。
第11章 LS-DYNA自适应网格划分
过程 dynain文件
q (度)
自适应网格粗化 例子: NUMISHEET ‘96 S-rail, aluminum, 10kN BHF
自适应网格粗化 粗化参数研究 Numisheet ‘96 S-Rail – 三级自适应 初始网格: 550 单元
例子— 深冲压
结束语
• 自适应细化 • 自适应粗化 •制造过程的生产模式 •在许多另外的领域有越来越多的应用（包括碰撞）
Pipe-on-Pipe 自适应
例子— 深冲压
接触 0.01 20 • *CONTACT_FORMING_ONE_WAY_SURFACE_TO_SURFACE blank 与 punch间接触 在 blank 与binder间接触 在 blank 与die间接触
parts
例子— 深冲压 punch (1) binder (2) blank (3) die (4)
例子— 深冲压
die (4)
• *MAT_RIGAD_RIGID_BODY punch (1) *MAT_RIGID *BOUNDARY_PRESCRIBED_MOTION_RIGID
比较：角度改变对逼近接触
自适应网格粗化 在成型过程中小单元是必要的 90°范围内至少4个单元才能有最好的回弹结果
自适应网格粗化
一新功能在发展，即在回弹前对自适应网格进行粗化 好处
• 速度
网格自适应 h-Adaptive
精确: 使用two-pass 方法
One pass 可选
LS-DYNA 网格自适应 — 网格细化 四边形单元细化 – 一级细化
前端开发中的自适应网格布局
前端开发中的自适应网格布局在现代互联网时代，移动设备的普及使得网页的浏览方式发生了巨大的变化。
用户通过不同尺寸的手机、平板等移动设备来访问网页，这对前端开发人员提出了新的挑战，即如何在不同屏幕尺寸下提供良好的用户体验。
在这个背景下，自适应网格布局成为了前端开发人员的重要技术之一。
什么是自适应网格布局？简单来说，自适应网格布局是指通过使用网格系统，将一个页面分割成若干个网格，并在不同屏幕尺寸下按照不同的布局方式来展示。
通过灵活地调整每个网格的大小、位置和内容，使得页面能够适应不同设备的显示要求，从而提供更好的用户体验。
自适应网格布局的优势在于它能够适应不同设备的屏幕尺寸。
无论是大屏幕的台式电脑还是小屏幕的手机，页面都可以自动调整布局，使得用户能够舒适地浏览网页内容。
这对于提高用户转化率和增强用户体验非常重要。
实现自适应网格布局有多种方式，如使用媒体查询、流式布局等。
其中比较常用的方法是使用CSS的网格系统。
CSS网格系统提供了一套丰富的网格布局方案，使得开发者能够更加便捷地进行页面布局。
在使用CSS网格系统时，开发者需要首先定义网格容器。
网格容器可以是一个div元素，通过设置display属性为grid，即可将div元素转换为网格容器。
接下来，通过设置grid-template-columns和grid-template-rows属性，开发者可以定义网格容器的列数和行数。
例如，设置grid-template-columns: 1fr 2fr 1fr;就表示网格容器分为三列，其中第二列宽度为第一列宽度的两倍。
除了定义网格容器和网格的行数、列数外，开发者还可以通过设置grid-column 和grid-row属性，控制元素在网格中所占的位置。
通过这些属性的灵活运用，开发者可以实现各种不同的布局效果。
自适应网格布局不仅可以适应不同屏幕尺寸，还可以根据具体需求进行灵活调整。
在移动设备上，可以通过媒体查询设置页面的断点，使得在不同的分辨率下展示不同的布局。
自适应网格加密及应用
自适应网格加密及应用自适应网格加密是一种常用的数值计算方法，它可以根据问题的特点自动调整网格密度，以提高计算精度和准确性。
下面将详细介绍自适应网格加密的原理、方法以及在实际应用中的一些例子。
自适应网格加密的原理是根据问题的特点，在计算区域中自动调整网格密度。
一般来说，计算精度和准确性要求较高的地方网格密度较大，而要求没那么高的地方网格密度较小。
通过自适应网格加密，可以在保证计算精度的前提下减少计算量，提高计算效率。
自适应网格加密的方法有很多种，最常用的方法是基于误差估计的加密算法。
具体过程如下：首先，选择一个初始网格，通过求解问题得到一个近似解。
然后，计算每个网格单元的误差估计值，根据误差估计值确定哪些网格单元需要加密。
加密的方式可以是将一个网格单元分割成四个子网格单元，也可以是在一个网格单元周围增加新的网格单元。
接下来，对加密后的网格进行计算，得到更精确的解。
重复这个过程，直到满足一定的收敛准则为止。
自适应网格加密在很多科学计算领域有广泛的应用。
比如，在流体力学中的求解Navier-Stokes方程、在结构力学中的求解有限元方程、在热传导中的求解热传导方程等。
通过自适应网格加密，可以提高数值计算的精度和准确性，从而得到更可靠和有效的结果。
下面以流体力学中的自适应网格加密为例，介绍一下具体的应用过程。
流体力学中的自适应网格加密常用于求解复杂的流动问题，比如在空气动力学中的求解高超声速流动。
首先，选择一个初始网格，在初始网格上求解流动方程，得到一个近似解。
然后，通过计算每个网格单元的误差估计值，确定需要加密的网格单元。
加密的方式可以是细分一个网格单元成为四个子网格单元，也可以是在网格单元周围增加新的网格单元。
接下来，使用加密后的网格求解流动方程，得到更精确的解。
重复这个过程，直到满足收敛准则为止。
自适应网格加密的优点是可以根据问题的特点自动调整网格密度，提高计算精度和准确性。
此外，通过减少计算量，可以提高计算效率。
自适应网格生成算法与应用
自适应网格生成算法与应用自适应网格生成算法是一种重要的数值计算方法，广泛应用于科学计算、工程模拟和物理仿真等领域。
本文将详细介绍自适应网格生成算法的原理和应用，并探讨其在不同领域中的实际应用案例。
一、自适应网格生成算法的原理自适应网格生成算法是一种基于网格重构的数值计算方法。
其核心思想是根据问题的特性和求解需求，在计算过程中动态调整网格的大小和形状，以提高数值计算的效率和精度。
自适应网格生成算法通常包括以下几个步骤：1. 初始网格生成：根据问题的几何形状和边界条件，生成初始的网格。
2. 误差估计：通过计算网格单元内部的数值误差或局部残差，评估当前网格的精度。
3. 网格划分：根据误差估计结果，确定需要细分的网格单元，并对其进行细分操作。
4. 网格合并：根据误差估计结果，确定需要合并的网格单元，并对其进行合并操作。
5. 网格重构：根据细分和合并操作的结果，对整个网格进行重构，以适应新的问题求解需求。
6. 计算求解：在重构后的网格上进行数值计算，并更新问题的解。
7. 收敛判断：通过对比前后两次计算结果，判断数值计算是否收敛，若未收敛，则返回第二步。
二、自适应网格生成算法的应用自适应网格生成算法在科学计算、工程模拟和物理仿真等领域得到了广泛应用，能够提高计算效率和精度，降低计算成本。
下面将分别从这几个领域进行具体介绍。
1. 科学计算：自适应网格生成算法在科学计算中的应用非常广泛。
例如，对于流体力学中的空气动力学问题，通过自适应网格生成算法，可以在物体表面和流动区域自动调整网格的密度，以捕捉流动细节，提高计算精度和效率。
2. 工程模拟：工程模拟是一个复杂的过程，需要对多个物理场耦合求解。
自适应网格生成算法可以根据不同物理场的特性，分别调整网格在不同区域的分布和密度，以适应多个物理场的求解需求，从而提高工程模拟的准确性和可信度。
3. 物理仿真：自适应网格生成算法在物理仿真中也有重要应用。
例如，在计算结构强度和变形时，通过自适应网格生成算法，可以根据不同部位的应力和应变分布，自动调整网格的大小，以更好地捕捉局部细节，提高仿真结果的准确性。
ABAQUS+ALE自适应网格技术
ABAQUS ALE自适应网格技术为了方便理解，先整体介绍一下ALE网格自适应方法的基本过程，一个完整的ALE过程可以分为若干个网格remesh子过程，而每一次remesh的过程可以分为两步：1生成一个新的网格（create a new mesh），利用各种算法以及控制策略生成一个良好的网格，主要包括划分的频率和算法。
2环境变量的转换（advection variales），也就是将旧网格中的变量信息利用remapping技术转换到新网格中，也有不同算法，其中包括静变量（应力场，应变场等）的转换与动变量（速度场，加速度场等）的转换。
上面的两步在软件设置上面，可认为是对网格划分区域的控制（ALE Adaptive Mesh Domain）和算法的控制（ALE Adaptive Mesh Controls）。
1 ALE区域的控制（1）几何区域选择（set）※ No ALE adaptive mesh domain for this step该分析步没有使用ALE技术。
※Use the ALE adaptive mesh domain below将以下区域定义为ALE区域。
（2）ALE Adaptive Mesh Controls自适应技术控制选项，后面介绍（3）Frequency频率控制，主要是对整个step time中网格remesh的次数进行控制。
Reme sh次数n可以由n=Increment number /Frequency来表达其意义，当frequenc y的值为i时，表示每i个增量步进行一次remesh。
一个典型的ALE过程，在每5-100个增量步就需要一次remesh，对于拉格朗日问题，改参数默认值为10，若变形实在太大，可适当调高，以增加网格重画的强度，对于爆炸，碰撞等变形时间极短的问题求解，则在每一个增量步都需要一次remesh，这时Frequency的值需要设置得很小，比如设为1，当然，adaptive remesh过程的强度也很高，也会很废时。
ANSYS高级分析-自适应网格
ANSYS高级分析-自适应网格1 引言当面对一个具体需要分析的问题时，往往无法确定什么样的网格密度能够得到满足需要的结果。
基于这一点考虑，ANSYS程序提供了近似的技术自动估计特定分析类型中因为网格划分带来的误差。
通过这种误差估计，ANSYS可以确定网格是否足够细。
如果结果误差超出预期，程序将自动细化网格以减少误差。
这一自动估计网格划分误差并细化网格的过程就叫做自适应网格划分，然后通过一系列的求解过程使得误差低于用户指定的数值。
2 自适应网格划分前提ANSYS调用程序预先写好的宏“ADAPT.MAC”完成自适应网格划分的功能。
用户的模型在使用这个宏之前必须满足如下条件：1）标准的ADAPT过程只适用于单次求解的线性静力结构分析和线性稳态热分析。
2）模型最好应该使用一种材料类型，因为误差计算是根据平均结点应力进行的，在不同材料过渡位置往往不能进行计算。
而且单元的能量误差是受材料弹性模量影响的。
因此，在两个相邻单元应力连续的情况下，其能量误差也可能由于材料特性不同而不一样。
在模型中同样应该避免壳厚突变，这也可能造成在应力平均时发生问题。
3）模型必须使用支持误差计算的单元类型。
（见表1）4）模型必须是可以划分网格的：即模型中不能有引起网格划分出错的部分。
表1 适用单元3 自适应网格划分基本过程自适应网格划分的基本过程包括如下几步：1）首先进入前处理器（/PREP7或Main Menu>Preprocessor）。
然后指定单元类型，实参和材料特性，前提是满足上面提到的条件。
2）用实体建模过程建立模型，用户不需指定单元大小也不用划分网格，ADAPT宏会自动划分网格。
3）在PREP7中或在SOLUTION(/SOLU或Main Menu>Solution)中指定分析类型，分析选项，载荷和载荷步选项。
在一个载荷步中仅施加实体模型荷载和惯性荷载（加速度，角加速度和角速度）。
4）如果在PREP7中，退出前处理器[FINISH]。
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ALE adaptive mesh单元：
AC1D2, AC1D3, AC2D3, AC2D4, AC2D6, AC2D8, AC3D4, AC3D6, AC3D8, AC3D10, AC3D15, AC3D20, ACAX3, ACAX4, ACAX6, ACAX8
CPS4, CPS4T, CPS3
CPE4, CPE4H, CPE4T, CPE4HT, CPE4P, CPE4PH, CPE3, CPE3H
CAX4, CAX4H, CAX4T, CAX4HT, CAX4P, CAX4PH, CAX3, CAX3H
C3D8, C3D8R, C3D8H, C3D8RH, C3D8T, C3D8HT, C3D8RT, C3D8RHT, C3D8P, C3D8PH, C3D8RP,
C3D8RPH
从列表来看，ALE自适应网格不适用于壳（S4、S4R等），另外对于实体单元也不适用于四面体（C3D4）。
问题1: The requested number of domains cannot be created due to restrictions in domain decomposition.
措施：job---Editjob---Parallelization---Number of domains: 设为1
问题2：ALE算法和CEL算法有什么区别？
措施：①CEL只能用于explicit，AEL在implicit（声畴、冲蚀、磨损）和explicit都能用；
②ALE方法最初出现于数值模拟流体动力学问题的有限差分方法中。
这种方法兼具
Lagrange方法和Euler方法二者的特长，即首先在结构边界运动的处理上它引进了
Larange方法的特点，因此能够有效的跟踪物质结构边界的运动；其次在内部网格
的划分上，它吸收了Euler的长处，即是使内部网格单元独立于物质实体而存在，
但它又不完全和Euler网格相同，网格可根据定义的参数在求解过程中适当调整
位置，使得网格不致出现严重的畸变。
CEL是欧拉-拉格朗日耦合，用于固体液体之间的耦合。
说法1：ALE是arbitary lagrange euler 算法
CEL couple lagrange euler 流固耦合的设置应该不属于算法的范畴
问题3：为什么odb转换输出坐标系后，只有S11等应力分量改变，而像Mises Equivalent 等都不变呢？
措施：①看变量情况：S11指的是沿一方向的力，改了坐标系，值也会变。
但是如果是CPRESS，接触压力的话，它是指垂直于接触面上的力，与你的坐标没有关系，这样，你改了坐标系，自己它不会变。
其它的变量如mises等同理。
不知解释的是否清楚。
mises应力是个标量，由三个主应力唯一确定，主应力的大小也是与坐标系无关的。
所以mises应力与坐标系无关。