ANSYS网格质量检查
Ansys_workbench网格划分相关
Ansys_workbench网格划分相关Mesh 网格划分方法—四面体(Patch Conforming和Patch Independent)、扫掠、自动、多区、CFX划分1.四面体网格优点—适用于任意体、快速自动生成、关键区域使用曲度和近似尺寸功能细化网格、可使用边界层膨胀细化实体边界。
缺点—在近似网格密度下，单元和节点数高于六面体网格、不可能使网格在一个方向排列、由于几何和单元性能的非均质性，不适用于薄实体或环形体常用参数—最小和最大尺寸、面和体的尺寸、Advanced尺寸功能、增长比(Growth—对CFD逐渐变化，避免突变)、平滑(smooth—有助于获得更加均匀尺寸的网格)、统计学(Statistics)、Mesh MetricsPathch Conforming—默认考虑几何面和体生成表面网格，会考虑小的边和面，然后基于TGRID Tetra算法由表面网格生成体网格。
作用—多体部件可混合使用Patch Conforming四面体和扫掠方法共同生成网格，可联合Pinch Control 功能有助于移除短边，基于最小尺寸具有内在网格缺陷Patch Independent—基于ICEM CFD T etra算法，先生成体网格并映射到表面产生表面网格。
如果没有载荷或命名，就不考虑面和边界(顶点和边)，此法容许质量差的CAD几何。
作用—可修补碎面、短边、差的面差数，如果面上没有载荷或者命名，就不考虑面和边了，直接将网格跟其它面作一体划。
如果有命名则要单独划分该区域网格体膨胀—直接选择要膨胀的面，就可使面向内径向生成边界层面膨胀—选择要膨胀的面，在选择面的边，就可以向面内膨胀2.扫掠网格体须是可扫掠的、膨胀可产生纯六面体或棱柱网格，手动设置源和目标面，通常一对一，薄壁模型(Src/Trg选择Manual Thin)可自动划分多个面，在厚度方向上划分多个单元。
3.自动化分网格—应该划分成四面体，其与扫掠取决于体是否可扫掠，同一部件的体有一致网格，可程序化控制膨胀4.多区扫掠网格划分—基于ICEM CFD六面体模块，多区划分完后，可给多区添加膨胀5.CFX网格—使用四面体和棱柱网格对循环对称或旋转对称几何划分网格，不考虑网格尺寸或没有网格应用尺寸可使用CFX网格全局网格控制1.Physics Preference 物理设置包括力学(Mechanical)、CFD、电磁(Electromagnetic)、显示(Explicit)分析2.结构分析—使用哪个高阶单元划分较为粗糙的网格。
最新ANSYS系列软件网格质量评定及改进策略汇总
– CFX 求解器是顶点为中心的 ，流体变量单元在顶点存储,求解器单元是双 重网格单元。这意味着网格单元的顶点是求解器单元的中心
A-10
Appendix A: Mesh Quality
CFX网格质量考虑事项
(max,avg)CSKEW=(0.801,0.287) (max,avg)CAR=(8.153,1.298)
网格 2
VzMIN≈-100ft/min VzMAX≈400ft/min
A-9
Appendix A: Mesh Quality
CFX网格质量考虑事项
Training Manual
• CFX求解器对网格质量要求和FLUENT 求解器有点不同，由于两个编码 的求解器结构的不同
• Aspect Ratio:
– 应小于 40, 但取决于流体特性 – 膨胀层可容忍大于 50
• Cell Size Change:
– 应在1与2之间
Training Manual
• 差网格质量可能导致不精 确求解和缓慢收敛 • 一些程序可能要求比建议 值更低的偏斜值
A-7
Appendix A: Mesh Quality
Training Manual
• CFX 求解器有3个重要的网格度量标准，每次运行和更新开始的畸形网格
– 网格正交性 – 纵横比 – 扩展因子
+--------------------------------------------------------------------+
|
Mesh St 0.50-0.80 0.80-0.95 0.95-0.98 0.98-1.00*
ansys第3章网格划分技术及技巧(完全版)
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。
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_workbench网格检查
Warping Factor
主要用于检查四边形壳单元，以及实体单元的四边形面。其值基于 单元跟其投影间的高差。0 说明单元位于一个平面上，值越大说明
单元翘曲越厉害。
Parallel Deviation
在一个四边形中，由两条对边的向量的点积，通过 acos 得到一个角 度。取两个角度中的大值。0 最好。
最大角度。对三角形而言，60 度最好，为等边三角形。对四边形而
Maximum Corner Angle
言，90 度最好，为矩形。
Skewness
是最基本的网格质量检查项，有两种计算法，Equilateral-VolumeBased Skewness 和 Normalized Equiangular Skewness。其值于 0① 网格质量检查
在 details of mesh 下有一项 mesh metric，默认的是 none。点开后，就会看到里 面有几个检查项目：Element Quality, Aspect Ratio, Jacobian Ratio, Warping Factor, Parallel Deviation, Maximum Corner Angle, 和 Skewness。
的比率再除以 sqrt（3）。最好的值为 1。值越大单元越差。 对四边形而言，通过四个中点构建两个四边形，aspect ratio 就是最
长边跟最短边的比率。同样最好的值为 1。值越大单元越差。
Jacobian Ratio
其值就是最大值跟最小值的比率。1 最好。值越大就说明单元越扭 曲。如果最大值跟最小值正负号不同，直接赋值-100。
Element Quality
基于一个给定单元的体积与边长间的比率。其值处于 0 和 1 之间， 0 为最差，1 为最好。
ANSYS ICEM-CFD网格划分学习
关键：统一索引
y/ j
索引
空间
索引 空间
x/i
结构网格的索引与合并
ICEM中 块的合并
Autodyn中 网格的合并
结构网格的索引与合并
索引空间
结构网格的索引与合并
详细步骤
1.准备几何模型（.X_T，.dwg等），建立工 作文件夹（路径及文件名全英文）。
2.启动软件，定位工作路径（File-Change ）。 Working Directory
ANSYS ICEM CFD
网格划分 for Autodyn
1.简介 2.非结构网格 3.结构网格
简介
丰富的几何接口；Solidworks, AutoCAD, ProE, UG……
能输出网格到100多个求解器；
功能强大，能输出结构和非结构网格；
主窗口
修非构 网
改结造 格
几构块 修
何网
只适用于几何相关 Pactch depen层数
非结构体网格
设定线面网格参数值；
定义体区域（Geomerty-Creat Body-Material Point，选体上
两点，使其中心在体中）；
生成网格，检查质量，修补网格；
Tetra/MixedRobust (Octree)
实体 Geometry
(主要操作对象)
|(辅助操作对象)
自上而下:块的雕刻
构造方法 自下而上:块的累加 综合运用
块:劈分/合并;删除;拉伸| 旋转;对称;平移
实体:简化
O grid;C grid; L grid
点:劈分/合并;移动;关联| 增加辅助点
线:造型;关联 面:劈分/合并;
Compute Mesh-Surface Mesh Only（可更
ANSYSWorkbench使用中99%的时候都会用到的操作
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常见运行错误及解决办法
ANSYS常见运行错误及其解决办法ESYS is not valid for line element.原因：是因为我使用LATT的时候，把“--”的那个不小心填成了“1”。
经过ANSY S的命令手册里说那是没有用的项目，但是根据我的理解，这些所谓的没有用的项目实际上都是ANSYS在为后续的版本留接口。
对于LATT，实际上那个项目可能就是单元坐标系的设置。
当我发现原因后，把1改成0——即使用全局直角坐标系，就没有WARNING了。
当然，直接空白也没有问题。
使用*TREAD的时候，有的时候明明看文件好好的，可是却出现*TREAD end-of-file in data read.后来仔细检查，发现我TXT的数据文件里，分隔是采用TAB键分隔的。
但是在最后一列后面，如果把鼠标点上去，发现数据后面还有一个空格键。
于是，我把每个列最后多的空格键删除，然后发现上面的信息就没有了。
Coefficient ratio exceeds - Check results.？这个大概是跟收敛有关，但是我找不到具体的原因。
我建立的一个桥梁分析模型，尽管我分析的结果完全符合我的力学概念判断，规律完全符合基本规律，数据也基本符合实际观测，但是却还是不断出现这个警告信息。
？*TREAD end-of-file in data readtxt中的表格数据不完整！？No *CREATE for *END.The *END command is ignored忘了写*END了吧，呵呵？Keypoint 1 is referenced by only one line.Improperly connected lineset fo r AL command两条线不共点,尝试nummrg命令。
L1 is not a recognized PREP7 command, abbreviation, or macro.This co mmand will be ignored还没有进入prep7，先：/prep7Keypoint 2 belongs to line 4 and cannot be moved关键点2属于线4，移动低级体素时先移动高级体素！Shape testing revealed that 32 of the 640 new or modified elements？violate shape warning limits.To review test results, please see the？output file or issue the CHECK command.？单元形状奇异，在我的模型中6面体单元的三个边长差距较大，可忽略该错误用命令流建模的时候遇到的The drag direction (from the keypoint on drag line 27 that is closest？to a keypoint KP of the given area 95) is orthogonal to the area？normal at that KP.Area cannot be dragged by the VDRAG command.意思是拉伸源面的法向与拉伸路径垂直，不能使用VDRAG命令出现的环境ASEL,S,LOC,Z,143e-3VDRAG,ALL, , , , , ,27本意是按位置z=143e-3位置的面，然后沿编号27的线拉伸，出错，之前用该语句没有任何问题。
ANSYS网格质量检查
ANSYS网格质量检查简介ANSYS是一个强大的有限元分析软件，可以用于解决各种结构力学和流体力学问题。
在建模过程中，良好的网格质量对求解结果的准确性和求解效率都有重要影响。
因此，在使用ANSYS进行仿真前，需要对网格进行质量检查。
ANSYS中的网格质量检查工具ANSYS提供多种不同的网格质量检查工具，这些工具可以帮助用户快速检测网格质量，并提供相应的修复建议。
以下是ANSYS中常用的网格质量检查工具。
Element QualityElement Quality是ANSYS中最基本的网格质量检查工具，可以检查网格中的每个单元的质量。
Element Quality的分数越高，表示单元形状越好，质量越高。
在ANSYS中打开检查网格质量的窗口后，点击Element Quality，即可看到每个单元的质量得分。
Mesh MetricsMesh Metrics是ANSYS中的另一种常用网格质量检查工具，可以检查网格的整体质量。
Mesh Metrics提供了多个不同的检测指标，包括网格的最大角度、最小角度、最大边长、最小边长等。
通过Mesh Metrics，用户可以快速地评估网格的整体质量，并调整网格参数，以获得更好的网格质量。
Auto Mesh CheckingAuto Mesh Checking是ANSYS中的自动网格质量检查工具，可以检查网格中的不良单元，并提供相应的修复建议。
Auto Mesh Checking可以自动识别出网格中的不良单元，并将其标记出来。
用户只需点击标记，即可查看修复建议。
如何优化ANSYS网格质量除了使用ANSYS提供的网格质量检查工具，用户还可以通过以下方法来优化网格质量。
加密网格加密网格是提高网格质量的一种重要方法。
通过加密网格，可以增加网格的分辨率，从而提高网格质量。
在ANSYS中，可以通过设置网格划分参数，来控制网格的密度和精度。
一般来说，网格划分参数设置得越高，网格质量就越好。
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纵横比 = 1
纵横比 = 1
高纵横比四边形 高纵横比三角形
ANSYS 网格质量统计
• 对表面网格(在预览表面网格生成后)和体 网格 (在预览膨胀层或网格生成后) 已选 择的网格度量，将显示 min, max, averaged和standard deviation
• 在树状略图的Mesh对象下，使用Show Worst Elements 可突出显示最坏单元
FLUENT网格质量考虑事项
• FLUENT 需要高质量的网格来避免数值发散 • 涉及几个网格质量度量, 但skewness 是主要的度量 • 纵横比和胞格尺寸也很重要 • 最坏情况并取决使用的求解器(基于密度或基于压力)， FLUENT 可容忍差
2. 基于规一化的角误差:
• 偏斜 = max1m8a0xee,eemin
其中 e 是等角的面 /单元 (对三角形和四面体为 60, 对四边形和六面体为90)
max min
• 适用于所有的面和单元形状
• 使用于棱柱和棱锥
0
完美的
实际单元 球
1 最坏的
网格质量度量
纵横比
• 一般三角形和四边形的形貌是最长比与最短 边比的函数(详细见 User Guide)
– 单元质量 – 纵横比 – 雅可比 – 扭曲因子 – 平行误差 – 最大拐角 – 偏斜
网格质量度量
偏斜
最优 (等边的) 单元
两种方法定义偏斜: 1. 基于等边形的体的误差:
• 偏斜 = 最 优 单 元 尺 寸单 元 尺 寸
最 优 单 元 尺 寸
• 只用于三角形和四面体 • 三角形和四面体的默认方法
Domain Name: Air Duct
Minimum Orthogonality Angle [degrees]
=
20.4 ok
Maximum Aspect Ratio
=
13.5 OK
Maximum Mesh Expansion Factor
= 700.4 !
Domain Name: Water Pipe
bad
Inacceptable*
•
*一些情况下，基于求解器的压力可运用包含少量skewness为0.98单元的网 格.
求解中网格质量的影响
例子
(max,avg)CSKEW=(0.912,0.291) (max,avg)CAR=(62.731,7.402)
网格 1
Large cell size change
– Fluent 求解器是单元为中心的,流体变量计算在单元的中心分配, 其网格单 元和求解器单元相同
– CFX 求解器是顶点为中心的 ，流体变量单元在顶点存储,求解器单元是双 重网格单元。这意味着网格单元的顶点是求解器单元的中心
CFX网格质量考虑事项
• CFX 求解器有3个重要的网格度量标准，每次运行和更新开始的畸形网格
• 作业 A.1 汽车集流管的虚拟拓扑 • 作业 A.2 FLUENT 和CFX 网格质量度量
ANSYS 网格划分的网格度量
• Mesh选项中可得到Mesh Metric，可对其 进行设置和查看来评估网格质量
• 不同物理环境和不同求解器对网格质量有 不同的要求
• ANSYS 网格划分中可得到的网格度量有:
VzMIN≈-90ft/min VzMAX≈600ft/min
(max,avg)CSKEW=(0.801,0.287) (max,avg)CAR=(8.153,1.298)
网格 2
VzMIN≈-100ft/min VzMAX≈400ft/min
CFX网格质量考虑事项
• CFX求解器对网格质量要求和FLUENT 求解器有点不同，由于两个编码 的求解器结构的不同
的网格质量，而一些程序可能需要更高的网格质量，分辨和好的网格分布 • 差质量单元的位置有助于确定它们的影响 • Statistics 中将得到一些总体的网格质量度量 • 其它网格质量度量FLUENT用户图形界面菜单中 Mesh/Info/Quality下得到,
或使用 TUI命令‘mesh/quality’
• Aspect Ratio:
– 应小于 40, 但取决于流体特性 – 膨胀层可容忍大于 50
• Cell Size Change:
– 应在1与2之间
• 差网格质量可能导致不精 确求解和缓慢收敛
• 一些程序可能要求比建议 值更低的偏斜值
Skewness 和 Fluent 求解器
• 不推荐高 skewness 值 • 一般保持体网格最大 skewness 值 < 0.95。而这个值和物理分析类型和单
– 网格正交性 – 纵横比 – 扩展因子
+--------------------------------------------------------------------+
|
Mesh Statistics
|
+----------------------------------------------------------果体网格包含退化单元，FLUENT 会报告负的单元体积 • skewness网格质量度量等级:
0-0.25 0.25-0.50 0.50-0.80 0.80-0.95 0.95-0.98 0.98-1.00*
Excellent very good good acceptable
FLUENT网格质量要求
• 对Fluent最重要的网格质量度量是:
– Skewness – Aspect Ratio – Cell Size Change (ANSYS 网格不能执行)
对所有或大多数程序: • Skewness:
– 对六面体, 三角形和四边形: 应小于 0.8 – 对四面体: 应小于 0.9
Minimum Orthogonality Angle [degrees]
概述
• 网格质量度量
– Skewness – 可接受比 – 最差单元
• FLUENT 求解器的网格质量考虑
– 一般考虑 – 求解中网格质量的影响
• CFX 求解器的网格质量考虑 • 网格质量影响因子
– CAD 问题 – 网格分解和分布 – 划分方法 – 膨胀
• 改进网格质量策略
– CAD 清除 – 虚拟拓扑 – 收缩控制 – 理性网格尺寸和膨胀设置 – 一般推荐