复杂模型的网格生成流程虽然看起来简单,但实际操作中涉及到许多技术细节。为了能够快速生成高质量的网格,我们需要掌握各种网格划分的方法,包括自由网格、映射网格、拖拉与扫略网格、混合网格等。接下来,我们会通过几个步骤来展示如何把复杂模型的网格快速生成。 在有限元分析中,网格质量直接决定了计算结果的准确性和计算效率。特别是对于大变形问题,网格质量差可能导致单元畸变、收敛失败等问题。因此,我们需要在保证精度的前提下,尽可能减少网格划分的时间。自动分网功能虽然看起来方便快捷,但它并不是“一键躺平”的解决方案。它只是网格划分的第一步,还需要进一步的调整和优化。 在自由网格划分方面,我们可以利用Hypermesh的Automesh功能来快速生成三角形或四边形的网格。这种方法无需考虑几何细节,适合简单形状或需要快速建模的场景。不过,这种方法的缺点是平均分配资源,可能导致关键部位和次要部位一起粗化。如果想要在精度和效率之间找到平衡点,可以把大面切成小规则块后再分别自动分网。这样可以更好地控制单元数量和局部加密程度。 映射网格适合规整几何形状的模型。只要保证“线”与“面”的节点数一致,就可以强制生成全六面体结构。为了进一步提高效率和灵活性,可以将复杂体拆成小块后逐块映射。这种方法虽然耗时较长,但能显著提升求解器的收敛速度。 拖拉和扫略是两种常用的网格划分技术。通过旋转、偏移等操作生成新体后,可以在壳单元面上直接拖拉出六面体结构。Hypermesh的SolidMap功能就是这两种技术的集大成者。对于复杂实体模型,可以先做简单切分再扫略出六面体结构。这种方法比纯映射少几步操作却更加灵活。ANSA提供了一种更极端的建面思路:无体也能建块。 混合网格是结合自由网格、映射网格和扫略网格的一种策略。在应力关心区优先使用扫略或映射方法生成高质量六面体单元;其他区域则采用自由网格划分。布尔运算中的“切分”功能是混合网格生成的核心工具。如果连接处还担心应力跳变,可以在此局部切小块单独映射生成子区模型进行精细计算。 在相邻体独立分网后,我们需要用ANSYS的约束方程或Abaqus的Tie功能把自由度耦合在一起。这样既保证了位移连续又大大减少了内存占用。如果需要局部应力洞察,可以再次切分细化子区模型进行分析。 子模型技术是从“粗网格”到“细毛孔”的时空穿越过程。总体模型忽略细节快速计算后再局部细化分析;圣维南原理保证远处误差不会传递到近处关心区。 利用对称性可以显著提升计算效率。轴对称、循环对称等问题可以直接砍掉一半甚至四分之一模型;边界条件对称镜像即可大大节省时间和内存。 复杂模型网格没有绝对神器只有组合拳加流程化:先切块再映射/扫略接着局部自由网耦合/子模型最后对称性复用。把每一步做成模板下次同类型结构出现时只需要换模型换载荷就能让计算飞起来。