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智能网格划分控制策略优化

时间:2023-06-27 理论教育 版权反馈
【摘要】:在自由网格划分时,建议用户使用Smart Size控制网格的大小。图3-23 智能网格划分状态

智能网格划分控制策略优化

智能网格划分控制(Smart Size)是ANSYS软件提供的强大的智能网格自动划分工具,它有自己的内部计算机制,使用Smart Size在很多情况下更有利于在网格生成过程中生成形状合理的单元。在自由网格划分时,建议用户使用Smart Size控制网格的大小。

在网格划分时,ANSYS软件要求用户给出一些网格划分参数,如网格密度、单元最小的角度、单元疏密过渡的梯度等。为了易于操作,Smart Size按照网格划分的不同精度要求设定了几组默认参数,分别从“Fine”到“Coarse”排列顺序(1~10级),用户只需选择一个精度值,程序就会根据该数值找出程序默认的一组参数,按该组参数ANSYS软件自动进行网格划分,一般都可以得到比较好的网格形状。

注意:如果用四边形单元来给面划分网格,Smart Size会尽量给每一个面平均分配线数以使全部划分为四边形。网格为四边形时,如果生成的单元形状很差或在边界出现奇异域,应该考虑使用三角形单元。

3.2.2.1 基本控制

基本控制是指用Smart Size网格划分水平值(1~10)来控制网格划分大小。程序会自动地设置一套独立的控制值来生成想要的大小,其默认的网格划分水平是6,用户可通过需要进行调整。

设置网格划分水平,可通过拖动“Mesh Tool”对话框中的“Smart Size”控制窗口中的滑块来调整。也可以选择“Main Menu>Preprocessor>Meshing>Size Cntrl>Smart Size>Basic”命令,弹出“Basic SmartSize Settings”对话框,在“Size Level”下拉列表中选择1(细)~10(粗)等10个等级,单击“OK”按钮完成,如图3-18所示。

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图3-18 基本控制

图3-19所示为不同的Smart Size水平时的网格划分结果。

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图3-19 不同水平值网格划分效果

3.2.2.2 高级控制

Smart Size高级控制提供用户人工控制网格质量,如用户可以改变小孔和小角度处的粗化选项。

选择“Main Menu>Preprocessor>Meshing>Size Cntrls>SmartSize>Adv Opts”命令,弹出“Advanced SmartSize Settings”对话框,如图3-20所示。

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图3-20 “Advanced SmartSize Settings”对话框

“Advanced SmartSize Settings”对话框相关选项含义如下。

Size:用于控制网格划分时候单元的大小或者疏密,分1~10级。

F A C:在计算默认的网格大小时使用的比例因子,该值设置直接影响到单元大小,如图3-21所示。对于h-单元来说,该因子取值范围为0.2~5,默认为1,对应的单元密度等级SIZE为6。(www.xing528.com)

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图3-21 FAC参数效果

EXPAND:网格划分膨胀因子,也称为收缩因子,取值范围为0.5~4,默认时程序自动设置为1。在网格划分时,区域内部的单元可与边界上的单元大小不同。如果膨胀因子为1,则区域内部的单元与边界上的单元大小相同;如果膨胀因子小于1,区域内部的单元就会小于边界上的单元;如果膨胀因子大于1,区域内部的单元就会大于边界上的单元,如图3-22所示。

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图3-22 EXPAND参数效果

TRANS:网格过渡因子,决定从区域边界到区域内部单元密度变化的梯度。对于h-单元来说,默认为2.0,对应的单元密度等级SIZE为6。它允许区域内部的单元比相邻的边界上的单元大上一倍。最佳范围为1~4。

ANGL:曲线边界上每个低阶单元的最大跨距角(与单元的边对应的边界圆弧的圆心角),默认为22.5°(单元密度等级SIZE=6),该参数只对h-单元有效。

ANGH:曲线边界上每个高阶单元的最大跨距角(与单元的边对应的边界圆弧的圆心角),默认为30°(单元密度等级SIZE=6),该参数只对h-单元有效。

GRATIO:搜索网格划分区域时常用的搜索步长因子。对h-单元来说,该因子取值范围为1.2~5,默认为1.5,对应单元密度等级SIZE=6。

SMHLC:粗略绘制小孔的开关,如果勾选ON,则程序不会细化划分区域中的小孔周围范围;如果不勾选,程序就会细化划分小孔周围部分。

SMANC:粗略绘制尖角的开关,如果勾选ON,程序就不会细化划分区域中的尖角周围部分;如果不勾选,程序就会细化划分区域中的尖角周围部分。

MXITR:网格划分时的最大迭代次数,通常选择默认值4即可。

SPRX:细化表面的开关,以便单元更加精确地模拟结构表面形状。如取值为0,ANSYS程序就不进行表面细化;若取值为1,ANSYS程序进行表面细化,壳体单元也要进行一些修正;若取值为2,ANSYS程序进行表面细化,壳体单元不进行修正。

3.2.2.3 状态显示

选择“Main Menu>Preprocessor>Meshing>Size Cntrls>SmartSize>Status”命令,弹出“SMARTSIZE Command”对话框,以文本窗口的形式给出智能网格划分参数具体数值,如图3-23所示。

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图3-23 智能网格划分状态

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