内容发布更新时间 : 2024/12/24 10:57:56星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

Workbench Mesh 网格划分分析步骤网格划分工具平台就是为 ANSYS 软件的不同物理场和求解器提供相应的 网格文件，Workbench 中集成了很多网格划分软件/应用程序，有 ICEM CFD， TGrid，CFX，GAMBIT，ANSYS Prep/Post 等。网格文件有两类： ①有限元分析（FEM）的结构网格： 结构动力学分析，电磁场仿真，显示动力学

分析（AUTODYN，ANSYS LS DYNA）； ②计算流体力学（CFD 分析）分析的网格：用于 ANSYS CFX，ANSYS FLUENT，Polyflow； 这两类网格的具体要求如下：（1）结构网格：①细化网格来捕捉关心部位的梯度，例如温度、应变能、应力能、位移等； ②大部分可划分为四面体网格，但六面体单元仍然是首选； ③有些显示有限元求解器需要六面体网格； ④结构网格的四面体单元通常是二阶的（单元边上包含中节点）；（2）CFD 网格：①细化网格来捕捉关心的梯度，例如速度、压力、温度等； ②由于是流体分析，网格的质量和平滑度对结果的精确度至关重要，这导致较 大的网格数量，经常数百万的单元； ③大部分可划分为四面体网格，但六面体单元仍然是首选，流体分析中，同样 的求解精度，六面体节点数少于四面体网格的一半。 ④CFD 网格的四面体单元通常是一阶的（单元边上不包含中节点）一般而言，针对不同分析类型有不同的网格划分要求：①结构分析：使用高阶单元划分较为粗糙的网格； ②CFD：好的，平滑过渡的网格，边界层转化（不同 CFD 求解器也有不同的 要求）； ③显示动力学分析：需要均匀尺寸的网格；

物理选项实体单元默 认中结点关联中心缺 省值 Coarse Coarse Medium Coarse平滑度过渡Mechanical CFD Electromagnetic ExplicitKept Dropped Kept

DroppedMedium Medium Medium FineFast Slow Fast Slow注：上面的几项分别对应 Advanced 中的 Element Midside Nodes，以及 Sizeing 中的 Relevance Center，Smoothing，Transition。网格划分的目的是对 CFD (流体) 和 FEM (结构) 模型实现离散化，把求解 域分解成可得到精确解的适当数量的单元。 用户需要权衡计算成本和网格划分份数之间的矛盾。细密的网格可以使结 果更精确，但是会增加 CPU 计算时间和需要更大的存储空间，特别是有些不必 要的细节会大大增加分析需求。而有些地方，如复杂应力梯度区域，这些区域 需要高密度的网格，如下图所示。一般而言，我们需要特别留意几何体中物理量变化特别大的区域，这些地方的网格需要划分得细密一 些！

在理想情况下，用户需要的网格密度是结果不再随网格的加密而改变的密 度（例如，当网格细化后解没有什么改变），收敛控制可以达到这样的目的。注意：细化网格不能弥补模型不准确的假设和输入引起的错误。网格划分的好坏对后面的求解有十分重要的影响，上图例子列举了一个集 流管固体铸件中不收敛的热场。很明显劣质单元区域的分析不可能得到切合实 际的数据场。 下面是几种典型网格的形状示意图，其中“四面体网格”和“六面体网 格”是主要类型：（1）四面体网格： ①可以快速地、自动地生成，并适合于复杂几何。如选用网格划分方法中的 Automatic，对于一般几何体外形不那么规整，难以被 Sweep，因此很难生成 六面体网格，这时选用 Automatic 方法能快速生成四面体网格；