ANSYSMeshing高级网格划分技术
【精品】ansys网格划分meshing
第七章 网格划分与创建有限元模型技术
网格划分工具
SmartSize网格划分控制
第 二 节 网 格 划 分 控 制
尺寸控制
单元形状控制 网格划分器选择
同一实体不同的网格划分
第 二 节 网 格 划 分 控 制
第七章 网格划分与创建有限元模型技术
网格划分工具
ANSYS提供了一个强大 的网格划分工具，包括网 格划分可能用到的所有命 令，使用户可以方便地进 行常用的网格划分控制的 参数设置。选择Main Menu> Preprocessor >Meshing> MeshTool菜 单，打开网格划分工具， 如右图所示。
第七章 网格划分与创建有限元模型技术
2．清除线上定义的节点和线单元
选择菜单路径Main Menu> Preprocessor>Meshing>Clear>Lines， 弹出拾取清除网格的线对话框，用鼠 标拾取线，单击OK按钮。
第 三 节 清 除 实 体 模 型 上 的 网 格
第七章 网格划分与创建有限元模型技术
线控制单元尺寸网格划分
第 二 节 网 格 划 分 控 制
第七章 网格划分与创建有限元模型技术
单元形状控制
同一个网格区域的面单元可以是三角形 或四边形，体单元可以是六面体或四面 体网格划分之前，应该决定是使用 ANSYS单元形状的默认设置，还是自己 指定单元形状。
第 二 节 网 格 划 分 控 制
3．清除面上定义的节点和面单元
选择菜单路径Main Menu> Preprocessor>Meshing>Clear>Areas， 弹出拾取清除网格的面对话框，用鼠 标拾取面，单击OK按钮。
01网格划分方法（ANSYSMeshing）
01网格划分方法（ANSYSMeshing）专注于仿真分析和振动分析00 导读本文主要介绍 ANSYS Meshing 局部控制的网格划分方法。
01 研究背景ANSYS Meshing 网格划分可以分为全局控制和局部控制。
局部控制的优先级高于全局控制。
当划分对象缺少局部控制时，软件会执行全局控制。
02 局部控制局部控制选项如下图所示。
03 实体网格实体几何模型的网格划分方法如下图所示。
Automatic：自动，首先对实体尝试扫掠(Sweep)方法划分网格，如果不适合则采用四面体(Tetrahedrons)方法划分网格。
Tetrahedrons：四面体，该方法对实体形状规则性基本无要求。
包含两种算法。
Patch Conforming 算法先在实体上生成面网格，然后再生长为体网格。
Patch Independent 算法先在实体内生成体网格，然后再蔓延到表面。
Hex Dominant：六面体为主，该方法对实体形状规则性要求不高。
生成以六面体为主的体网格，其中可能会存在四面体网格等。
Sweep：扫掠，该方法要求实体形状规则。
先在源面上生成面网格，然后沿着实体的某个方向扫掠成体网格，主要生成六面体网格，其中可能会存在三棱柱网格。
MultiZone：多区域，该方法要求实体形状大致规则。
多区域划分方法自动将实体进行虚拟切分成规则实体以适合扫掠。
Hexa-生成纯六面体网格。
Hexa/Prism-生成六面体和三棱柱网格。
Prism-生成纯三棱柱网格。
Program Controlled-自动使用Uniform或Pave。
Uniform-生成均匀的体网格。
Pave-会考虑曲率。
Not Allowed-不允许。
Tetra-允许使用四面体网格划分。
Tetra/Pyramid-允许使用四面体网格划分，并且在表面一层为金字塔网格。
Hexa Dominant -允许使用六面体为主网格划分。
Hexa Core-允许使用六面体核心网格划分。
Meshing网格划分方法_ANSYS Workbench 16.0超级学习手册_[共3页]
![Meshing网格划分方法_ANSYS Workbench 16.0超级学习手册_[共3页]](https://img.taocdn.com/s3/m/920841db844769eae109edb6.png)
3.2 Meshing网格划分详解89
图3-25 网格划分物理参照设置
（4）Explicit：为显示动力学分析软件提供网格划分，如AUTODYN及LS-DYNA 求解器。
3.2.2 Meshing网格划分方法
对于三维几何体来说，ANSYS Mesh有以下几种不同的网格划分方法。
（1）Automatic（自动网格划分）。
（2）Tetrahedrons（四面体网格划分）。
当选择此选项时，网格划分方法又可细分为两种。
①Patch Conforming法（Workbench自带功能）：其特点如下。
●默认时考虑所有的面和边（尽管在收缩控制和虚拟拓扑时会改变且默认损伤外貌
基于最小尺寸限制）；
●适度简化CAD（如native CAD，Parasolid，ACIS等）；
●在多体部件中可能结合使用扫掠方法生成共形的混合四面体/棱柱和六面体网格；
●有高级尺寸功能；
●表面网格→体网格。
②Patch Independent法（基于ICEM CFD软件）：其特点如下。
●对CAD有长边的面、许多面的修补、短边等有用；
●内置defeaturing/simplification基于网格技术；
●体网格→表面网格。
（3）Hex Dominant（六面体主导网格划分）。
当选择此选项时，Mesh将采用六面体单元划分网格，但是会包含少量的金字塔单元和四面体单元。
ANSYS Meshing 高级网格划分技术
10
© 2016 ANSYS, Inc.
January 31, 2020
ANSYS Confidential
六面体为主网格划分
尺寸
定义体、面、线尺寸，优先级为： 线＞面＞体＞全局
定义尺寸方法有： 1. 单元尺寸 2. 线份数 3. 影响球 4. 影响体
22
© 2016 ANSYS, Inc.
January 31, 2020
ANSYS Confidential
接触尺寸
使部件间接触面、边的单元尺寸近似一致
23
© 2016 ANSYS, Inc.
26
© 2016 ANSYS, Inc.
January 31, 2020
ANSYS Confidential
收缩控制
通过收缩容差退化狭长的线面，改善网格质量 收缩容差建议小于最小特征尺寸
27
© 2016 ANSYS, Inc.
January 31, 2020
ANSYS Confidential
扫略网格划分
生成源面表面网格，然后沿扫略路径扫略到目标面 一个可扫略体只允许有一个源面和一个目标面（薄扫略除外） 可得到六面体和三棱柱网格 需要对几何模型进行分解
9
© 2016 ANSYS, Inc.
January 31, 2020
ANSYS Confidential
多区域网格划分
12
© 2016 ANSYS, Inc.
January 31, 2020
Ansys网格划分详解01
12
B 网格划分控制
尺寸控制
由于结构形状的多样性，在许 多情况下，由缺省单元尺寸或 智能尺寸产生的网格并不合适， 在这些情况下，进行网格划分 时必须做更多的处理。可以通 过指定下述的单元尺寸来进行 更多的控制。
13
B 网格划分控制
尺寸控制
改变总体单元尺寸 Main Menu > Preprocessor > Meshing > MeshTool > Global 1.指定线上的单 元边长或者每条 线上划分控制
网格划分器选择－映射网格划分
若指定线的分割数, 切记: 对边的分割数必须匹配, 但只须指定一边的分割数. 映射网 格划分器将把分割数自动传送到它的对边. 如果模型中有连接线, 只能在原始(输入)线上指定分割数, 而不能在合成线上指定分割数.
每条初始线上指定6份分割.
此线上将自动使用12 份分 割 (合成线的对边). 其它两条线上会采用4 份分 割.
10
B 网格划分控制
2、Smartsize高级控制
【EXPAND】：网格划分膨胀因子。 该值决定了面内部单元尺寸与边缘处的单元尺寸的比例关系。 取值范围0.5~4。
11
B 网格划分控制
2、Smartsize高级控制
【TRANS】：网格划分过滤因子。 该值决定了从面的边界上到内部单元尺寸涨缩的速度。该值 必须大于1而且最好小于4。 【ANGL】：对于低阶单元，该值设置了每单元边界过渡中 允许的最大跨越角度。ANSYS默认为22.5度（Smartsize的水 平值为6时）。
3
B 网格划分控制
Smartsize网格划分控制
在进行自动网格划分时，智能网格给网格划分器创造合 理的单元形状提供一个好的选择。 在进行自由网格划分时，建议采用Smartsize控制网格的 大小。 智能网格创建自由网格划分的初始单元尺寸。 为了得到更好的网格，应将所有的面或体放在一起划分 网格。
ansys_workbench_15.0_网格划分讲解
Advanced Contact & Fasteners
基于网格相关度控 制网格密度的方法 ，设置的单元尺寸 对于网格密度有着 重要的影响！
3.网格控制-总体尺寸控制-高级尺寸函数
Training Manual
Advanced Contact & Fasteners
Advanced Sizing Functions (ASF) -该项功能用于控制接近表面区域和具有高曲 率区域的网格生长和分布 高级尺寸函数有五个选项： -关闭高级尺寸函数（off） -Proximity and Curvature -Curvature -Proximity -Fixed
Training Manual
Advanced Contact & Fasteners
1. Meshing网格划分概述
Training Manual
Advanced Contact & Fasteners
Workbench中的Meshing应用程序的目标是提供通用的网 格划分格局。网格划分工具可以在任何分析类型中使用：
Training Manual
Advanced Contact & Fasteners
3.网格控制-总体尺寸控制-高级尺寸函数
Training Manual
Advanced Contact & Fasteners
3.网格控制-总体尺寸控制-高级尺寸函数
Curvature尺寸控制函数
-该函数基于模型中的曲率信息控制网格，主要 作用于模型中的孔，洞和缺陷处。 该函数有5个控制参数： Curvature Normal Angle-曲率法向角度 Min Size-总体最小尺寸 Max Face –面上最大尺寸 Max Size-总体最大尺寸 Growth Rate-网格生长率
ansys workbench 15.0 网格划分
网格修补选项只有一个三角表 面网格划分器设置选项。对于三 角表面网格划分器，存在两个选 项：程序控制和高级前缘，程序 控制选项为默认选项。
-如果选择程序控制选项，则程序根据模型表面形状，来确定是否 使用三角剖分法（Delaunay）或高级前缘（advancing front）算 法；
-如果选择高级前缘算法，则程序优先使用高级前缘算法，如果网 格划分过程中失败，则自动转换为三角剖分算法。
-参数化：参数驱动系统，可以基于优化设计 模块，研究网格对求解精度的影响；
-稳定性：模型通过系统参数进行更新； -高度自动化：仅需要有限的输入信息即可完
成基本的分析类型； -灵活性：能够对结果网格添加控制和影响（
完全控制建模/分析）； -物理相关：根据物理环境的不同，系统自动
建模和分析的物理系统； -自适应结果：适应用户程序的开发系统 ——CAD neutral meshing netral solver
3.网格控制-总体尺寸控制-高级尺寸函数
Proximity尺寸控制函数
-该函数基于模型边缘特征控制网格，主要作用于 模型中的所有边缘，该函数有6个控制参数： Proximity Accuracy-临近边缘精度参数； Num Cells Across Gap-间隙截面单元数量； Proximity Min Size-边缘最小尺寸； Max Face –面上最大尺寸； Max Size-总体最大尺寸； Growth Rate-网格生长率；
网格控制总体尺寸控制高级尺寸函数曲率尺寸函数网格划分算法基于五个参数控制网格密度单元以模型中的孔洞为起始处起始处的网格大小由曲率法向角度和最小尺寸共同控制并且最小尺寸占主导即当最小尺寸小于曲率法向角度的单元尺寸时单元大小由曲率法向决定否则由单元最小尺寸控制
ANSYS常用高级网格划分方法
常用高级网格划分方法随着ANSYS功能的越来越强大和计算机性能的飞速提高，有限元分析向着大型化、复杂化的方向发展，而划分网格的观念也需要逐渐从二维模型向三维模型上上转变。
这里主要描述三种常见的高级划分网格的方法，正确的理解和掌握这些划分网格的思想对于二次开发者来说非常的重要。
1）延伸网格划分延伸网格划分是指将一个二维网格延伸生成一个三维网格；三维网格生成后去掉二维网格，延伸网格划分的步骤大体包括：先生成横截面、指定网格密度并对面进行网格划分、拖拉面网格生成体网格、指定单元属性、拖拉、完成体网格划分、释放已选的平面单元。
这里通过一个延伸网格划分的简单例子来加深对这种网格划分的理解。
图1 延伸网格划分举例建立如图1所示的三维模型并划分网格，我们可以先建立z方向的端面，然后划分网格，通过拖拉的方法在z方向按照图中所示尺寸要求的三维模型，只需一部操作便能够完成从二维有限元模型到三维有限元模型的转化。
2）自由网格与映射网格划分映射网格划分和自由网格划分是ANSYS里最常用的两种网格划分方法。
自由网格是面和体网格划分时的缺省设置，生成自由网格比较容易主要步骤：a、导出MeshTool 工具, 划分方式设为自由划分；b、推荐使用智能网格划分进行自由网格划分, 激活它并指定一个尺寸级别. 存储数据库。
c、按Mesh 按钮开始划分网格，按拾取器中[Pick All] 选择所有实体(推荐)。
或使用命令VMESH,ALL 或AMESH,ALL。
映射网格划分由于面和体必须满足一定的要求,生成映射网格不如生成自由网格容易但能够生成更规则的有限元模型。
映射网格划分时实体模型必须满足以下条件：a、面必须包含3 或4 条线(三角形或四边形)；b、体必须包含4, 5, 或6 个面(四面体, 三棱柱, 或六面体)；c、对边的单元分割必须匹配；d、对三角形面或四面体, 单元分割数必须为偶数。
3）层状网格划分层状网格划分主要应用于2D分析生成线性过渡的自由网格，这种方法广泛应用于有以下特点的模型：平行于边线方向的单元尺寸相当、垂直于边线方向的单元尺寸和数目急剧变化、当分析要求边界单元高精度。
- 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、"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、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)。
24
© 2014 ANSYS Inc.
网格细化
细化面、线上已经划分好的网格 常应用于已经划分好的初始网格后 根据细化的程度，有“1~3”三个等级供选择
25
© 2014 ANSYS Inc.
映射面网格
在指定的映射面上生成结构化网格 可通过设置转角点来调整映射方式 可指定映射面上网格的层数
26
© 2014 ANSYS Inc.
Entity/Option Element Size Number of Divisions Body of Influence Sphere of Influence
Vertices
x
Edges
x
x
x
Faces
x
x
Bodies
x
x
x
23
© 2014 ANSYS Inc.
接触尺寸
使部件间接触面、边的单元尺寸近似一致
六面体为主网格划分
以六面体为主，混搭四面体、三棱柱和金字塔网格 常用于不易划分六面体网格却又希望尽可能得到六面体的几何模型
六面体为主网格
六
四
金
三
面
面
字
棱
体
体
塔
柱
12
© 2014 ANSYS Inc.
自动网格划分
四面体网格划分（Patch Conforming）与扫略网格划分的组合 根据几何的复杂程度，自动识别可扫略体进行扫略划分，其余划分四面体
可得到六面体和三棱柱网格
需要对几何模型进行分解
10
© 2014 ANSYS Inc.
多区网格划分
基于ICEM CFD Hexa的分块原理，自动虚拟地将几何分解 允许几何拥有多个源面和目标面 可得到六面体和三棱柱网格 对于较简单的几何，可减少模型的分解而得到六面体网格
11
© 2014 ANSYS Inc.
13
© 2014 ANSYS Inc.
二维网格划分
四边形为主网格划分
--程序默认划分方法
四边形为主 网格划分
三角形网格划分
--划分纯三角形网格
多区四边形/三角形网格划分
--划分边长均一的四边形/三角形网格
多区四边形/ 三角形网格
划分
三角形网 格划分
多区四边形 网格划分
14
© 2014 ANSYS Inc.
ANSYS Meshing高级网格划分技术
个人简介
姓名：程东明
职位：安世亚太网格工程师
特长：仿真分析的模型处理和网格划分、 精通ANSYS SpaceClaim和ANSYS Meshing等前处理工具
参与的项目：某空调厂商空调内外机振动和谐响应分析、 某飞机厂商的发动机支架的优化和强度分析、 某直升机起落架冲击分析、 某电器盘式绝缘子结构和电磁分析等
16
© 2014 ANSYS Inc.
CFD设置
相关性和关联中心
拖动相关性滑块和调整关联中心等级可调整网格疏密
粗糙 -100
中等 -100
0 100
细化 -100
相关性
0 0
100 100
17
© 2014 ANSYS Inc.
全局单元尺寸
设定模型总体的单元尺寸大小 默认值由相关性和初始尺寸种子决定 当高级尺寸功能关闭时才适用
自顶而下划分方法 几何边界可能会被忽略 对质量差的几何模型容忍度更高
考虑几何的线和面生成表面网格， 然后由表面网格生成体网格
9
© 2014 ANSYS Inc.
先生成体网格，再映射到面和线产生表面网格
扫略路径
扫略网格划分
侧面
目标面
源面
生成源面表面网格，然后沿扫略路径扫略到目标面
一个可扫略体只允许有一个源面和一个目标面（薄扫略除外）
Proximity
--控制狭缝间的网格层数
高级尺寸功能打开
Curvature
21
© 2014 ANSYS Inc.
Curvature与Proximity
局部网格控制
22
© 2014 ANSYS Inc.
尺寸
定义体、面、线尺寸，优先级为： 线＞面＞体＞全局
定义尺寸方法有：1. 单元尺寸 2. 线份数 3. 影响球 4. 影响体
匹配控制
常用于周期对称模型的周期面或线上，使面、线对的网格匹配 周期面可以是旋转周期面，也可以是对称周期面
18
© 2014 ANSYS Inc.
平滑和过渡
平滑
--平滑网格是通过移动周围节点和单元的节点位置来改进网格质量
1. 中等(Mechanical, CFD, Emag)
2. 高等(Explicit)
Fast
过渡
--控制邻近单元
1. 缓慢产生网格过渡(CFD, Explicit)
2. 快速产生网格过渡(Mechanical, Emag)
4
© 2014 ANSYS Inc.
网格划分流程
5
© 2014 ANSYS Inc.
网格划分流程
建立/导入模型
模型处理
网格划分
求解
6
© 2014 ANSYS Inc.
网格划分方法
7
© 2014 ANSYS Inc.
网格划分方法
三维网格
1. 四面体网格划分 2. 扫略网格划分 3. 多区网格划分 4. 六面体为主网格划分 5. 自动网格划分
全局网格控制
15
© 2014 ANSYS Inc.
物理环境
不同的物理场分析对于网格的要求也不一样
物理优先选项
力学分析 CFD
电磁分析 显式分析
实体单元 默认中节点
保留 消除 保留 消除
自动设置下列各项... 关联中心 平滑度
粗糙 粗糙 中等 粗糙
中等 中等 中等
高
Mechanical设置
过渡
快 慢 快 慢
Slow
低等
中等
19
© 2014 ANSYS Inc.
高等
跨角中心
网格在弯曲区域细分，直到单独单元跨越这个圆角 1. 粗糙 – 91°~ 60° 2. 中等 – 75°~ 24° 3. 细化 – 36°~ 12°
20
© 2014 ANSYS Inc.
高级尺寸功能
Curvature
--调整曲率法向角，细化转角处网格 高级尺寸功能关闭
2
© 2014 ANSYS Inc.
专题介绍
1. 网格划分流程 2. 网格划分方法 3. 全局网格控制 4. 局部网格控制 5. 网格质量检查
3
© 2014 ANSYS Inc.
ANSYS Meshing介绍
直接集成在ANSYSY Workbench下的通用网格划分平台 能进行结构、流体、电磁等多物理场的网格划分
二维网格
1. 四边形为主网格划分 2. 三角形网格划分 3. 多区四边形/三角形网格划分
8
© 2014 ANSYS Inc.
四面体网格划分
Patch Conforming 算法
自底而上划分方法 所有几何边界均可被表达 对几何模型的质量有一定的要endent 算法