ANSYS网格划分技术详解：自由网格与映射网格

"ansys软件的网格划分技术" 在有限元分析中，网格划分是至关重要的一步，因为它直接影响到计算结果的精度和计算速度。ANSYS软件提供了多种网格划分技术，包括自由网格划分和映射网格划分，以适应不同类型的几何模型和分析需求。 **自由网格划分** 是一种高度自动化的网格生成方法，适用于复杂的几何模型。在面上，它可以生成三角形或四边形网格，在体上则生成四面体网格。ANSYS的SMARTSIZE命令能自动控制网格大小和疏密分布，同时用户也可以通过AESIZE、LESIZE、KESIZE、ESIZE等命令手动调整网格尺寸。对于复杂模型，自由网格划分虽然简便，但可能产生大量单元，导致计算效率下降。对于三维模型，建议使用二次四面体单元（92号单元）以提高精度。如果使用线性六面体单元（如45号单元），在退化为四面体后，可能会导致刚度过大，影响精度。而二次六面体单元（如95号单元）虽是退化形式，但可以通过TCHG命令转换为非退化的四面体单元，减少节点数量，提高求解效率。在混合网格划分或需要金字塔过渡单元的场合，六面体单元的退化形式是必要的。此外，层网格功能在计算流体力学和电磁场分析中，特别是在处理集肤效应时，显得尤为重要。 **映射网格划分** 主要针对规则的几何模型，它产生的网格在对应边和面上保持一致，确保单元为四边形或六面体，从而提供较高的计算精度。映射网格的优点在于其规则性，能保证网格质量良好，尤其适合结构分析等需要精确解的情况。然而，对于不规则或复杂的几何形状，映射网格划分可能较难实现，或者需要大量的预处理工作。 在ANSYS中，用户还可以结合使用这两种网格划分技术，以实现混合网格划分，即在模型的不同部分应用不同的网格类型，以优化整体网格质量和计算效率。例如，对于复杂边界附近的区域，可以使用更精细的自由网格，而在内部则采用映射网格，这样既能保证精度，又能控制计算成本。 网格划分是ANSYS中一项核心的技术，需要根据模型的特性和分析的需要，灵活选择和调整网格类型、尺寸及分布。正确地进行网格划分，能够显著影响分析结果的准确性和计算的效率。因此，理解并掌握这些技术是进行高效有限元分析的基础。