ANSYSWorkbench网格划分技术总结

"ANSYS Workbench 是一个集成的工程模拟平台，它包含了多种网格划分工具，如 ICEM CFD、TGrid、CFX、GAMBIT 和 ANSYS PrepPost，用于生成适用于不同物理场和求解器的网格文件。网格文件主要分为两大类：有限元分析（FEM）的结构网格和计算流体力学（CFD）分析的网格。 对于结构网格，其主要应用于结构动力学、电磁场仿真和显示动力学分析。在划分结构网格时，应重点关注以下几个方面： 1. 细化网格以准确捕捉关键区域的梯度变化，如温度、应变能、应力和位移。 2. 尽可能使用六面体单元，因为它们通常提供更好的稳定性和计算效率，且部分求解器可能要求使用六面体网格。 3. 四面体单元通常采用二阶单元，即包含中节点，以提高精度。 而对于CFD网格，其主要用于ANSYSCFX和ANSYS FLUENT等流体分析软件，其特点和要求包括： 1. 网格细化同样是为了捕捉流体分析中的速度、压力和温度梯度。 2. 网格质量和平滑度对流体模拟的精确度至关重要，因此可能导致大量网格单元，可能达到数百万。 3. 六面体单元在流体分析中更受欢迎，因为它们可以在保持相同精度的同时减少节点数。 4. CFD网格的四面体单元通常是一阶单元，即单元边不包含中节点。 在实际操作中，根据分析类型，网格划分策略有所不同： 1. 结构分析：常使用高阶单元进行较粗的网格划分，特别是在几何形状简单或不需要极高精度的场合。 2. CFD分析：需要高质量、平滑过渡的网格，并且可能需要边界层转化，以适应特定的流体求解器需求。 3. 显示动力学分析：通常要求网格具有均匀的尺寸，以确保数值稳定性和计算精度。 在进行网格划分时，用户需要平衡计算成本与网格细化程度。细密的网格可以提供更精确的结果，但会显著增加计算时间和内存需求。因此，必须明智地选择网格密度，特别是在物理量变化剧烈的区域，如存在复杂应力梯度的区域，这些区域通常需要更高的网格密度。在进行网格划分时，要特别关注这些区域，以确保分析的准确性。"