(完整版)网格划分设计知识点汇总

合集下载

网格划分的方法

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。

353025201510505101520253035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(1222233ηηξηξηηξηξξηηηηηξξηηξξξηξy 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 +=+=+=。

关于网格的知识整理(上)

关于网格的知识整理(上)

关于⽹格的知识整理(上)
1.⽹格的形状
四⾯体:最简单的单元,任意形状的3D图形都可以⽤四⾯体⽹格来划分,唯⼀可以⽤⾃适应⽹格的单元。

四⾯体
⾦字塔形:从六⾯体到四⾯体过渡的单元。

⾦字塔形
三棱柱和六⾯体
三棱柱和六⾯体:纵横⽐较⼤,可以减少单元数
2.什么时候该⽤什么⽹格?
1.如果不知道怎么划分⽹格或者⼏何形状不规则的时候就⽤四⾯体。

2.如果已经某个⽅向的解变化缓慢,就在该⽅向⽤三棱柱或者六⾯体的长边。

3.如果⼏何体包含薄层,就⽤三棱柱或者六⾯体的短边或者⽤边界条件来代替。

3.⽹格尺⼨(size)⾥⾯参数的含义
Mesh⽹格下⾯有关于size(⽹格尺⼨的设置)。

可以选择Predefined(预先定义好的⼏个尺⼨),也可以根据⾃⼰需要进⾏修改,选择Custom,如下图所⽰。

下⾯解释⼀下各个参数的含义。

1.Maximum element size(最⼤单元尺⼨):通过控制最⼤单元尺⼨,可以控制剖分的⽹格⾄于太⼤。

2.Minimum element size(最⼩单元尺⼨):在⼀些狭窄区域,如果最⼩单元尺⼨太⼤,就会导致在狭窄区域⽆法剖分,出现错误,可以减⼩最⼩单元尺⼨,避免错误的发⽣。

另外也要避免⼀些太过狭窄的区域出现,例如太细的尖⾓。

3.Maximum element growth rate(最⼤的单元增长率):它指得是从⼩单元到较⼤单元的最⼤增长率,通过指定这个参数,可以在需要精细⽹格剖分的区域保持精细的⽹格剖分,在不需要精细⽹格的区域⽤较粗的⽹格剖分。

减少⽹格的数量。

4.Curvature factor(曲率因⼦):。

网格的基础知识

网格的基础知识

01 什么是网格网格系统是由页边距、栏、栏距、字体、图片、元素间距组成的,它们之间的比例关系与布局划分,构成了一个基本的网格系统。

基本的网格尺寸必须满足易读性的要求,要让观众可以阅读并容易阅读。

网格中所有元素的尺寸和位置都是由心理学以及美学所决定的,字体的大小是由不同层级的标题和正文决定的。

通常一列的宽度的不会超过9个英文单词(具体需求具体分析),虽然说将这些词组归纳成组块太过规整,但为了确保单词的可读性,就有必要这么做了。

02 把控好网格对于设计师来说,网格系统十分复杂且很难把控,尽管如此大多数设计师还是很偏爱它的。

设计是个偏灵感且随意性强的工作,设计师们使用它时很容易被限制住,并使设计作品太过规整从而失去设计感,因此设计师对网格系统也是爱恨交加。

设计师要把控好网格系统,提炼出要素的灵动性,保持要素的规整性。

要做到乱中有序并简中求精。

03 网格的价值不管对于平面设计师、网页设计师、还是UI用户界面设计师,网格系统都有它存在的价值的。

而网格系统的核心价值就是在“混沌中建立规则”,在空间中约束元素和要素,使他们具有关联性。

如果不去制定网格系统,整个空间会变得杂乱无章,混沌不堪,元素和要素之间无法产生关联,失去了统一性并影响美感与视觉感官的判断。

04 网格与栅格网格与栅格的本质其实是相同的,都以英文单词“Grid”来表示。

但我理解的,它们之间的差别在于“规格”上的不同。

一般我在平面设计中把它称为“网格”。

在网页端或移动端中称它为“栅格”。

网格与栅格从汉字上来理解就是“网”和“删”的差别,大家也可以用联想式记忆法来记一下。

我们先理解一下平面设计和网页或App的差别。

平面设计一般用到的纸张规格(尺寸),不管是英国、美国、日本或ISO采用的德国DIN纸张规格标准,只要是纸张全部都是固定的尺寸,宽度和高度都是固定的,也就是绝对的。

而网页或App的设备尺寸不是固定的,宽度是根据设备的宽度决定的,高度则是随着内容的多少来决定的,也就是相对的。

网格设计知识点

网格设计知识点

网格设计知识点在现代设计领域,网格设计被广泛应用于网页设计、平面设计、产品设计等多个领域。

它能够帮助设计师更好地组织信息和布局,提升视觉效果和用户体验。

本文将介绍一些关键的网格设计知识点,帮助读者更好地理解和运用网格设计。

以下是其中的几个主要知识点:1. 网格设计的基本原理网格设计是基于一种规律的布局方式,通过平行和垂直线条的组合形成一系列的方格。

这些方格可以用来对齐内容、划分区域、平衡布局等。

网格设计的基本原理是将网页或其他设计元素划分为一系列的等分区域,以便更好地组织内容。

2. 网格的类型网格可以分为固定网格和流动网格两种类型。

固定网格是指在设计中使用固定的列数和行数,使得设计元素的摆放更加有规律和统一。

而流动网格则是根据内容的长度和宽度来自适应地调整网格的大小和布局,使得设计更具弹性。

3. 网格的间距和比例网格设计中的间距和比例非常重要,它们能够影响到整体的视觉效果和平衡感。

在网格布局中,一般会使用等分比例的间距来确保整体的均衡。

同时,需要注意的是,在设计中使用一致的间距和比例,以避免视觉上的不协调和混乱。

4. 黄金分割比例黄金分割比例是一种非常常见和受欢迎的比例关系,它被广泛运用于网页设计、平面设计和摄影等领域。

黄金分割比例约等于1:1.618,通过将设计元素按照这个比例分割和布局,可以产生一种舒适和美观的视觉效果。

5. 网格对齐与对称性网格设计中的对齐和对称性可以为设计带来稳定和一致感。

通过将设计元素对齐到网格的交叉点或者边界线上,可以创建一种整齐和清晰的布局效果。

同时,对称性也能够增强设计的平衡感和美感。

6. 响应式网格设计随着移动设备的普及,响应式网格设计变得越来越重要。

响应式网格设计能够根据不同设备的屏幕尺寸和分辨率,自动调整布局和内容展示方式,以适应不同的屏幕大小和使用环境。

7. 网格设计的工具和资源有许多专门的工具和资源可以帮助设计师更高效地进行网格设计。

例如,Photoshop、Sketch和Illustrator等设计软件提供了丰富的网格制作和布局工具。

网格划分

网格划分

第一章模型生成概述1.1 什么是模型生成?有限元分析的最终目的是要还原一个实际工程系统的数学行为特征,换句话说分析必须是针对一个物理原型准确的数学模型。

广义上讲,模型包括所有的节点、单元、材料属性、实常数、边界条件,以及其它用来表现这个物理系统的特征。

在ANSYS术语中,模型生成一般狭义地指用节点和单元表示空间体域及实际系统连接的生成过程。

因此,在这里讨论的模型生成指模型的节点和单元的几何造型。

ANSYS程序为用户提供了下列生成模型的方法:²在ANSYS中创建实体模型²利用直接生成方法²输入在计算机辅助设计(CAD)系统创建的模型。

1.2 ANSYS中建模的典型步骤通常的建模过程应该遵循以下要点:²开始确定分析方案。

在开始进入ANSYS之前,首先确定分析目标,决定模型采取什么样的基本形式,选择合适的单元类型,并考虑如何能建立适当的网格密度。

²进入前处理(PREP7)开始建立模型。

多数情况下,将利用实体建模创建模型。

²建立工作平面。

²利用几何元素和布尔运算操作生成基本的几何形状。

²激活适当的坐标系。

²用自底向上方法生成其它实体,即先定义关键点,然后再生成线、面和体。

²用布尔运算或编号控制将各个独立的实体模型域适当的连接在一起。

²生成单元属性表(单元类型、实常数、材料属性和单元坐标系)。

²设置单元属性指针。

²设置网格划分控制以建立想要的网格密度,这个步骤并不总是必要的,因为进入了ANSYS 程序有缺省单元尺寸设置存在(参见§7)。

(若需要程序自动细化网格,此时应退出前处理(PREP7),激活自适应网格划分。

)²通过对实体模型划分网格来生成节点和单元。

²在生成节点和单元之后,再定义面对面的接触单元,自由度耦合及约束方程等。

²把模型数据存为Jobname.DB²退出前处理。

网格基础知识点

网格基础知识点

网格基础知识点网格是计算机图形学中的一个重要概念,它被广泛应用于图像处理、计算机辅助设计(CAD)、虚拟现实(VR)等领域。

本文将从基础知识点出发,逐步介绍网格的概念、构成以及应用。

1. 网格的定义网格是由一系列平行于坐标轴的线段组成的二维结构,它将整个空间分割成规则的小区域,这些小区域即网格单元。

网格的定义可以用数学语言表示为:网格 = {网格单元, 网格边界}其中,网格单元是由网格边界围成的多边形,而网格边界则是网格单元的边界线。

2. 网格的构成网格由两个主要组成部分构成:顶点和面。

顶点是网格的节点,用来定义网格单元的角点。

面是由相邻的顶点组成的多边形,用来描述网格单元的形状。

在计算机图形学中,通常使用三角形和四边形作为网格单元的形状。

这是因为三角形和四边形是最简单的多边形,也易于进行计算和处理。

3. 网格的应用3.1 图像处理在图像处理中,网格被广泛用于图像的表示和处理。

图像可以被看作是一个由像素构成的二维网格,每个像素代表图像上的一个点。

通过对网格中的像素进行操作,可以实现图像的放大、缩小、旋转、滤波等各种处理操作。

3.2 计算机辅助设计(CAD)在计算机辅助设计中,网格被用于建模和渲染三维物体。

通过将物体表面划分为一个个小的网格单元,可以对物体进行精确的建模和计算。

此外,利用网格可以实现光照效果、纹理映射等高级渲染技术,使得物体在计算机中呈现出逼真的效果。

3.3 虚拟现实(VR)在虚拟现实中,网格被用于构建虚拟场景,如房屋、城市等。

通过将场景划分为一个个小的网格单元,可以实现场景的快速渲染和交互。

此外,利用网格可以实现碰撞检测、路径规划等关键功能,提高虚拟现实系统的性能和体验。

4. 总结网格是计算机图形学中的一个重要概念,它由顶点和面构成,用来表示和处理二维或三维对象。

网格在图像处理、计算机辅助设计和虚拟现实等领域有着广泛的应用。

通过理解和掌握网格的基础知识点,我们可以更好地理解和应用相关的技术,为我们的工作和学习带来便利。

网格基础知识

网格基础知识

网格化管理研学术讨会2009年12月1日逸夫建筑馆1306 王朝阳一、网格的基础知识1.什么是网格?1998年Ian Foster和Carl Kesselman编写的《The Grid: Blue Print for a New Computing Infrastructure》成为网格理论的奠基之作。

Foster给网格下了一个明确定义:网格是构筑在互联网上的一种新的计算技术,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,以实现资源共享、协同工作和联合计算,为科技人员和普通百姓提供更多的资源、功能和交互性。

网格就是利用互联网将分散在不同地理位置的计算机资源组合成一个整体,形成一台虚拟的“超级计算机”,使得计算资源、数据资源、存储资源、知识资源等在各台原本独立的计算机之间实现实时共享。

2.网格概念涉及两个方面:一是网格的目的是资源共享和协同解决的问题,二是网格环境是动态的、跨组织的。

3.网格的五个特点:分布性、异构性、自治性、动态性和自相似性。

4.网格的划分按网格客体的不同层次将网格分为资源网格、信息网格和知识网格三个从低到高的层次。

按网格客体对象不同分为数据网格、计算网格和服务网格。

数据网格中共享的基本单位是数据,主要解决数据的共享问题;计算网格中共享的基本单位是计算资源,为用户提供共享资源的良好接口和机制;服务网格中共享的对象是服务,以服务的形式提供共享的手段。

5.鉴别网格的三个指标:(1)在非集中控制的环境中协同使用资源-----网格能够整合各种资源,协调各种使用者,这些资源和使用者可以在不同控制域中;网格还必须解决在这种分布式环境中出现的安全、计费、权限等问题。

否则,只能算作本地管理系统而非网格。

(2)使用标准的、开放的、通用的协议和接口——网格应用要建立在多功能的协议和界面上,这些协议和界面要解决认证、授权、资源发现和资源存取等基本问题。

否则,只算作一个具体应用系统而非网格。

网格划分的技巧和策略

网格划分的技巧和策略

网格划分的技巧和策略网格划分是一种将区域划分成小网格的技巧和策略,通常用于解决空间和优化问题。

它可以帮助我们更高效地进行问题求解,提高算法的效率。

下面将介绍一些常用的网格划分技巧和策略。

1.固定大小划分:这是最简单和最常见的网格划分策略。

将区域按照固定大小进行划分,即将整个区域分为相同大小的小网格。

这种策略适用于问题比较简单,不需要进行自适应划分的情况。

2.自适应划分:自适应划分是根据问题的特点进行灵活划分的策略。

根据问题的复杂性和精度要求,可以将区域动态划分为不同大小的小网格。

对于密集的区域可以进行更密集的划分,而对于空旷的区域可以进行稀疏的划分。

这种策略能够提高算法的效率和精度。

3.均匀划分:均匀划分是将区域按照均匀分布的原则划分为小网格。

这种策略适用于问题的特征比较均匀分布的情况,可以保证每个小网格中的数据量相对均匀,能够更好地平衡计算负载。

4.优先划分:优先划分是根据问题的特点进行重点划分的策略。

根据问题的求解难度和重要性,可以优先划分那些对求解结果影响较大的区域。

这种策略能够提高算法的效率和准确性。

5.层次划分:层次划分将区域进行多层次的划分,将大区域划分成小区域,再将小区域划分成更小的网格,以此类推。

这种策略适用于问题具有多个层次结构的情况,可以提高问题求解的效率。

6.聚类划分:聚类划分是将区域中相似的数据聚集到一起进行划分的策略。

根据问题的特点,将相似的数据划分到同一个网格中,可以提高数据的局部性和访问效率。

7.动态划分:动态划分是根据问题的求解过程进行实时划分的策略。

根据问题的求解情况,动态调整网格的大小和划分方式,以及重新划分区域。

这种策略能够根据问题的特点和求解过程,灵活调整划分策略,提高问题求解的效率。

总结:网格划分是一种常用的解决空间和优化问题的技巧和策略。

通过选择合适的划分方式和策略,可以提高问题求解的效率和准确性。

不同的问题和场景需要采用不同的网格划分策略,应根据问题的特点进行选择和调整。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

一、网格设计而非划分在进行数值模拟计算(包括FEA、CFD等)中,网格的质量对分析计算的结果有至关重要的影响。

高质量的网格是高精度分析结果的保证,而质量不好或者差的网格,则可能会导致计算的无法完成或者得到无意义的结果。

划分网格是需要认真考虑的,它内部的计算方程需要设计出好的网格,计算才能更准确。

在一个完整的分析计算过程中,与网格设计和修改相关的前处理工作占到了CAE工程师工作量的70-80%,CAE工程师往往要花费大量的时间来进行网格处理,真正用于分析计算的时间很少,所以主要的瓶颈在于如何快速准备好高质量的满足分析计算要求的网格。

该项工作对技术人员的技术经验和背景有相当高的要求。

具体的说,就是要求前处理工程师能够根据CAE工程师提出的分析要求“设计”出能满足CAE工程师分析要求的合适的网格,然后提交给CAE工程师进行分析计算。

之所以是网格“设计”而不是网格“划分”,说明了要设计出能够满足分析计算要求的高质量的网格,并不是一件容易的事情,要完成这项工作需要很多方面的知识和技术要求。

针对一个具体的分析计算要求,要获得一个满足该分析计算的高质量网格,需要从以下几个方面进行综合考虑:1.分析计算的目的(定性还是定量?)。

2.分析计算的类型,如强度分析、刚度分析、耐久性分析、NVH分析、碰撞分析、CFD分析、热流分析、动力学响应分析等。

(不同的分析类型对网格的质量和形状有不同的要求。

)3.分析计算的时间要求。

(要求时间的紧迫与否也决定了采用何种网格形式)4.分析计算所采用的求解器。

(不同的求解器对不同的分析问题有特定的网格形式和要求)5.分析计算可能应用的单元类型。

(所应用的求解器可以采用的单元类型,也会决定网格的质量与形状要求)6. 尽可能采用最好的网格类型。

(对于面,尽可能采用四边形网格;对于体,尽可能采用六面体单元)由此可见,满足计算分析要求的高质量的网格是由前处理工程师精心“设计”出来的,而不是随随便便“划分”出来的。

二、四面体和六面体单元比较本文只谈四面体和六面体选择的问题有限元工程师80%的工作可能都在于网格打交道,对于网格的划分及选择确实是,也必须是非常关心的问题。

网格划分的相关问题很多,比如薄壳的处理,一阶单元和二阶单元的选择,单元配合等等。

目前,基本上大部分的有限元前处理软件都基本实现了对面单元的自动四边形划分,但是自动六面体单元还是一个难点,有些号称能够自动化六面体划分的,其实采用自欺欺人的办法(划分只有表面网格是六面体,但是扒开了看,里层多数还是采用四面体),能够自动划分出完美的六面体网格基本还是难题。

相对于四面体,六面体的优势有:第一,美。

不要小看这一点,网格的美与否对结果的影响其实也是非常大的。

划分网格就像打磨一件艺术品一样。

“漂亮”的网格算出来正确结果的可能性绝对要比“糟糕的”网格大的多。

第二,理论上六面体的精度要比四面体高,这里只谈一阶单元(二阶两者精度相当)。

在有限元理论上也介绍的很明白,一阶四面体单元是属于常应变单元,所谓的常应变单元就是单元只存在一个应力和应变,没有应力梯度。

而六面体单元则是梯度单元,只要不是缩减积分单元,单元内部是可以存在多个应力和应变积分点的,这样可以准确的描述梯度变化区域。

也就意味着,如果是同等精度的话,六面体在应变梯度变化大的地方变形的更加合适。

第三,同等模型尺寸下,六面体的节点数量要比四面体少得多。

例如,50*75*50的立方体,5mm 的网格大小,如果在四面体下,节点数14658个,单元数9759,而在同等大小的尺寸的六面体下,节点数1936,单元数 1500。

也就是说网格数量大幅度减少。

四面体的优点:四面体虽然在算法上好像优势不大,但是瑕不掩瑜。

四面体本身可填充任何几何形状,这个特性是六面体无法比拟的。

1、网格划分快捷。

这是四面体网格最大的特点,不管是什么类型的几何体,通常都可以一键操作,再复杂的结构,分分钟就能得到一个网格出来。

对于复杂几何体来说,这是非常重要的,以前发动机分析,六面体网格,没有半个月的功夫,怎能完成,现在也就半天功夫。

2、网格修改方面。

网格的修改体现在两个方面,第一,网格可以很容易随着外界CAD的变化而变化,如果是六面体网格,那工作量就大的去了。

第二,网格可随处任意加密,也是一键操作。

四面体这些属性,可以帮助四面体网格实现Adaptive Mesh(自适应网格划分),让系统在应力梯度高的地方自动实现网格加密,这也是六面体网格无法想象的。

3、局部网格质量保证。

为保证结果计算的准确性,CAE工程师会对网格质量有一定的要求,希望六面体能够尽量往正方体靠拢,而四面体则尽量接近等边四面体。

但是对于某些薄壳,形状怪异之处,六面体根本是不可能做到的,而四面体则可以使得网格总体质量保证在一个可以接受的范围之内。

4、通用,节省成本。

大多数的CAE软件都具备了自动划分四面体网格的功能,而且质量都还是相当的不错。

对于复杂结构,比如上文所展示的活塞,想要变成六面体,必须的借助专门网格划分工具了,对于工程师来说要花时间学习,对于公司来说要增加采购成本。

所以说,四面体网格和六面体网格各有优劣。

那在工程中如何选择呢?马克思历史唯物主义哲学说“生产力和生产关系之间相互作用和矛盾运动,构成了生产力和生产关系的内在的、本质的联系,生产力决定了生产关系,生产关系反过来影响生产力”。

所谓的生产力,生产力无非是生产效率的手段,效率是第一位!四面体和六面体的网格选择也必须遵循此项原则。

在CAE工程中,生产效率的提高主要包括了以下几个方面:a.模型时间:在有限元分析中,最主要的时间就是网格划分了。

前文说了,大多数情况下六面体划分网格的时间肯定要比四面体要长得多。

b.计算成本:如果在网格精度相同的情况下,如果六面体的网格质量能保证的很好,那么计算成本肯定会大大降低。

c.数值精度:求解的结果当然是为了优化产品,优化产品的前提是详细了解产品内部受力分布及大小。

在数值计算上,六面体也占有一定的优势。

所以说四面体网格和六面体需要针对具体模型具体分析了,不过现在的趋势是往着四面体的方向发展。

三、各种单元使用条件一般来说,单元的个数越多,阶数越高,网格越密,总体刚度越小,有限元解越接近精确解。

但是,并不是单元越密越好,对于网格划分不合理的情况,如很多单元共用一个节点,单元中存在大的钝角、小的锐角等等,都不推荐过细的单元网格,而且过细的网格划分使计算需要更多的CPU时间。

一维单元杆单元:单元内部应力一样,即使分得再细也不会改变求解精度。

如果将一根构件分成多个单元,反而变成不稳定结构。

梁单元:也可不太考虑单元划分,因为即使将一根构件化成一个梁单元,也能很好地反映弯曲变形。

二维单元常用四节点四边形单元,如果不满足可加密网格。

四边形内角常不小于45度不大于135度,其长宽比通常不大于10倍,应避免扭曲单元。

板单元中将板厚的5倍作为单元长度已足够,然而可根据求解要求,适用场合,将单元长度缩短或加长。

为了得到精度良好三维单元对于实体一般选择六面体单元和带中间节点的四面体单元(即二阶四面体单元:quadratic tetrahedron element)。

六面体单元和带中间节点的四面体单元的计算精度都很高,一个六面体单元有8个节点,计算规模小,然而复杂的结构很难划分出好的六面体单元;而带中间节点的四面体单元恰好相反,复杂结构也能轻易地划分出四面体,但是每个单元有10个节点,总节点数比较多,使计算量增大很多。

总之,一定要明确结构仿真分析的目的,计算结果的应用场合、目的不同,单元划分可能也不相同。

具体如下所述:四面体单元是 COMSOL 中大部分物理场的缺省单元类型。

四面体也称简化网格,简言之,它是指任何三维体都可以利用四面体进行网格剖分,而不论其形状或是拓扑如何。

它也是唯一一种可用于自适应网格细化的单元类型。

因此,四面体通常是您的第一选择。

另外三种单元类型(六面体、棱柱和金字塔形)仅用于确实需要时。

首先应注意的是,这些单元并非总能剖分具体几何。

根据剖分算法,用户通常需要进行更多的输入来创建这类网格,因此您应该首先问一下自己是否需要这么操作,之后再进行操作。

这里,我们将介绍使用六面体和棱柱单元的原因。

金字塔形单元仅在需要在六面体和四面体网格之间创建一个过渡区域时使用。

早期程序主要针对那些内存极小的计算机编写。

因此,会使用一阶单元(通常有特定的积分方案)来节省内存与时钟周期。

但在结构力学问题中,使用一阶四面体单元会带来严重的问题,而一阶六面体则可以给出精确的结果。

作为这些较早期代码的遗留产物,现在,许多结构工程师更喜欢使用六面体而非四面体。

事实上,在 COMSOL 中使用二阶四面体单元求解结构力学问题会得到精确的结果,与六面体单元的差别仅在于内存需求和求解时间。

在 COMSOL 中使用六面体和棱柱单元的主要原因是,它们可以极大地降低网格中的单元数。

这些单元可能有极高的纵横比(最长边对最短边的比例),而用于创建四面体网格的算法则会尽量保持纵横比趋于统一。

当您知道解在特定方向上会逐渐变化,或者您对这些区域中的精确解并不感兴趣,因为您知道感兴趣的结果在模型的其他位置时,使用具有高纵横比的六面体和棱柱单元将较为合理。

四、一阶与二阶四面体单元区别一阶实体四面体单元1、一阶(草稿品质)四面体单元在体内沿着面和边缘模拟一阶(线性)位移场。

一阶(线性)位移场命名了该单元的名称:即一阶单元。

在材料力学中,应变是位移的一阶导数,那么,应变(从位移的导数中求出)和应力在一阶四面体单元中均为常数。

2、每个一阶四面体单元共有四个节点,分别对应四面体的四个角点。

每个节点有三个自由度,意味着节点位移可完全由三个位移分量来表示。

3、一阶单元的边是直线,面是平面。

在单元加载变形后,这些边和面必须仍保持直线和平面4、由一阶单元组成的网格,模拟出的真实复杂的位移和应力场,是有严重的局限性的,并且直线和平面不能正确地模拟曲面型几何模型。

二阶实体四面体单元1、二阶(高品质)实体四面体单元模拟了二阶(抛物线型)位移场以及相应的一阶应力场(注意抛物型函数的导数是线性函数)。

二阶位移场命名了该单元的名称:二阶单元。

2、每个二阶四面体单元有十个节点(四个角点和六个中间节点),并且每个节点有三个自由度。

3、当单元因加载而变形时,如果单元需要模拟曲线型几何模型,则二阶单元的边和面就可以是曲线型形状。

相关文档
最新文档