ANSYS网格划分技术详解:自由网格与映射网格
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更新于2024-09-02
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"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。
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zhaomu321
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