第3章 网格划分技术及技巧

第3章网格划分技术及技巧

创建几何模型后，必须生成有限元模型才能分析计算，生成有限元模型的方法就是对几何模型进行网格划分，网格划分主要过程包括三个步骤：

⑴定义单元属性

单元属性包括单元类型、实常数、材料特性、单元坐标系和截面号等。

⑵定义网格控制选项

★对几何图素边界划分网格的大小和数目进行设置；

★没有固定的网格密度可供参考；

★可通过评估结果来评价网格的密度是否合理。

⑶生成网格

★执行网格划分，生成有限元模型；

★可清除已经生成的网格并重新划分；

★局部进行细化。

3.1 定义单元属性

3.1.1 单元类型

1. 定义单元类型

命令：ET, ITYPE, Ename, KOP1, KOP2, KOP3, KOP4, KOP5, KOP6, INOPR

ITYPE---用户定义的单元类型的参考号。

Ename---ANSYS单元库中给定的单元名或编号，它由一个类别前缀和惟一的编号组成，类别前缀可以省略，而仅使用单元编号。

KOP1~KOP6---单元描述选项，此值在单元库中有明确的定义，可参考单元手册。也可通过命令KEYOPT进行设置。

INOPR---如果此值为1则不输出该类单元的所有结果。

例如：

et,1,link8 !定义LINK8单元，其参考号为1；也可用ET,1,8定义

et,3,beam4 !定义BEAM4单元，其参考号为3；也可用ET,3,4定义

2. 单元类型的KEYOPT

命令：KEYOPT,ITYPE,KNUM,V ALUE

ITYPE---由ET命令定义的单元类型参考号。

KNUM---要定义的KEYOPT顺序号。

V ALUE---KEYOPT值。

该命令可在定义单元类型后，分别设置各类单元的KEYOPT参数。例如：

et,1,beam4 !定义BEAM4单元的参考号为1

et,3,beam189 !定义BEAM189单元的参考号为3

keyopt,1,2,1 !BEAM4单元考虑应力刚度时关闭一致切线刚度矩阵

keyopt,3,1,1 !考虑BEAM189的第7个自由度，即翘曲自由度

!当然这些参数也可在ET命令中一并定义，如上述四条命令与下列两条命令等效：et,1,beam4,,1

et,3,beam189,1

3. 自由度集

命令：DOF,Lab1,Lab2,Lab3,Lab4,Lab5,Lab6,Lab7,Lab8,Lab9,Lab10

4. 改变单元类型

命令：ETCHG,Cnv

5. 单元类型的删除与列表

删除命令：ETDELE,ITYP1,ITYP2,INC

列表命令：ETLIST,ITYP1,ITYP2,INC

3.1.2 实常数

1. 定义实常数

命令：R,NSET,R1,R2,R3,R4,R5,R6

续：RMORE,R7,R8,R9,R10,R11,R12

NSET---实常数组号（任意），如果与既有组号相同，则覆盖既有组号定义的实常数。

R1～R12---该组实常数的值。

使用R命令只能一次定义6个值，如果多于6个值则采用RMORE命令增加另外的值。每重复执行RMORE一次，则该组实常数增加6个值，如7～12、13～18、19～24等。

★各类单元有不同的实常数值，其值的输入必须按单元说明中的顺序；

★如果实常数值多于单元所需要的，则仅使用需要的值；如果少于所需要的，则以零值补充。

★一种单元可有多组实常数，也有单元不需要实常数的。

例如BEAM4单元，需要的实常数值有12个：

AREA、IZZ、IYY、TKZ、TKY、THETA和

ISTRN、IXX、SHEARZ、SHEARY、SPIN、ADDMAS

设采用直径为0.1m的圆杆，其实常数可定义为：

D=0.1

PI=acos(-1)

a0=pi*d*d/4

I0=pi*D**4/64

IX=pi*D**4/32

R,3,a0,i0,i0,d,d,0 !定义第3组实常数的AREA、IZZ、IYY、TKZ、TKY、THETA Rmore,0,ix,0,0,0,2.0 !定义第3组实常数的其它实常数值

2. 变厚度壳实常数定义

命令：RTHICK,Par,ILOC,JLOC,KLOC,LLOC

Par---节点厚度的数组参数（以节点号引用），如mythick(19)表示在节点19的壳体厚度。

ILOC---单元I节点的厚度在实常数组中的位置，缺省为1。

JLOC---单元J节点的厚度在实常数组中的位置，缺省为2。

KLOC---单元K节点的厚度在实常数组中的位置，缺省为3。

LLOC---单元L节点的厚度在实常数组中的位置，缺省为4。

该命令后面的四个参数顺序与节点厚度的关系比较复杂，

例如设某个单元：节点厚度数组为MYTH

单元节点顺序：I J K L

节点编号：NI NJ NK NL

RTHICK命令参数：3 2 4 1

IJKL节点厚度：MYTH(NL)、MYTH(NJ)、MYTH(NI)、MYTH(NK)，

典型的如壳厚度为位置的函数，其命令流如下：

finish$/clear$/PREP7

ET,1,63$blc4,,,10,10$ESIZE,0.5$AMESH,1

MXNODE = NDINQR(0,14) !得到最大节点号

*DIM,THICK,,MXNODE !定义数组，以存放节点厚度

*DO,i,1,MXNODE !以节点号循环对厚度数组赋值

THICK(i) = 0.5 + 0.2*NX(i) + 0.02*NY(i)**2

*ENDDO !结束循环

RTHICK,THICK(1),1,2,3,4 !赋壳厚度

/ESHAPE,1.0$eplot !带厚度显示壳单元

3. 实常数组的删除与列表

删除命令：RDELE, NSET1,NSET2,NINC

列表命令：RLIST, NSET1,NSET2,NINC

其中NSET1,NSET2,NINC---实常数组编号范围和编号增量，缺省时NSET2等于NSET1且NINC=1。NSET1也可为ALL 。

3.1.3 材料属性

每一组材料属性有一个材料参考号，用于识别各个材料特性组。一个模型中可有多种材料特性组。

1. 定义线性材料属性

命令：MP,Lab,MA T,C0,C1,C2,C3,C4

Lab---材料性能标识，其值可取：

EX：弹性模量（也可为EY、EZ）。

ALPX：线膨胀系数（也可为ALPY、ALPZ ）。

PRXY：主泊松比（也可为PRYZ、PRXZ）。

NUXY：次泊松比（也可为NUYZ、NUXZ）。

GXY：剪切模量（也可为GYZ、GXZ）。

DAMP：用于阻尼的K矩阵乘子，即阻尼比。

DMPR：均质材料阻尼系数。

MU：摩擦系数。

DENS：质量密度。

MAT---材料参考号，缺省为当前的MAT号（由MAT命令确定）。

C0---材料属性值，如果该属性是温度的多项式函数，则此值为多项式的常数项。

C1～C4---分别为多项式中的一次、二次、三次、四次项系数，如为0或空，则定义一个常数的材料性能

2. 定义线性材料属性的温度表

命令：MPTEMP,STLOC,T1,T2,T3,T4,T5,T6

3. 定义与温度对应的线性材料特性

命令：MPDA TA,Lab,MA T,STLOC,C1,C2,C3,C4,C5,C6

4. 复制线性材料属性组

命令：MPCOPY,--,MATF,MATT

5. 改变指定单元的材料参考号

命令：MPCHG,MA T,ELEM

6. 线性材料属性列表和删除

列表命令：MPLIST,MAT1,MAT2,INC,Lab,TEVL

删除命令：MPDELE,Lab,MAT1,MA T2,INC

7. 修改与线胀系数相关的温度

命令：MPAMOD,MA T,DEFTEMP

8. 计算生成线性材料温度表

命令：MPTGEN,STLOC,NUM,TSTRT,TINC

9. 绘制线性材料特性曲线

命令：MPPLOT,Lab,MA T,TMIN,TMAX,PMIN,PMAX

10. 设置材料库读写的缺省路径

命令：/MPLIB,R-W_opt,PA TH

11. 读入材料库文件

命令：MPREAD,Fname,Ext,--,LIB

12. 将材料属性写入文件

命令：MPWRITE,Fname,Ext,--,LIB,MAT

13. 激活非线性材料属性的数据表

命令：TB,Lab,MA T,NTEMP,NPTS,TBOPT,EOSOPT

14. 定义TB温度值

命令：TBTEMP,TEMP,KMOD

15. 定义TB数据表中的数据

命令：TBDA TA,STLOC,C1,C2,C3,C4,C5,C6

16. 定义非线性数据曲线上的一个点

命令：TBPT,Oper,X,Y

17. 非线性材料数据表的删除和列表

删除命令：TBDELE,Lab,MAT1,MA T2,INC

列表命令：TBLIST,Lab,MAT

18. 非线性材料数据表的绘图

命令：TBPLOT,Lab,MAT,TBOPT,TEMP,SEGN

3.1.3 截面梁

★BEAM18x单元，需定义单元的横截面（称为梁截面）；

★BEAM44也可使用梁截面也可输入截面特性实常数；

★仅BEAM18x可使用多种材料组成的截面；

★仅BEAM18x可使用变截面梁截面，而BEAM44可输入实常数。

1. 定义截面类型和截面ID

命令：SECTYPE,SECID,Type,Subtype,Name,REFINEKEY

SECID---截面识别号，也称为截面ID号。

Type---截面用途类型，其值可取：

BEAM：定义梁截面，应用于等截面时，见下文。

TAPER：定义渐变梁截面（变截面梁）。

SHELL：定义壳

PRETENSION：定义预紧截面

JOINT：连接截面，如万向铰。

Subtype---截面类型，对于不同的Type该截面类型不同，如：

当Type=BEAM时，Subtype可取：

RECT：矩形截面；QUAD：四边形截面；

CSOLID：实心圆形截面；CTUBE：圆管截面；

CHAN：槽形截面；I：工字形截面；

Z：Z形截面；L：L形截面；

T：T形截面；HATS：帽形截面；

HREC：空心矩形或箱形ASEC：任意截面；

MESH：自定义截面

当Type=JOINT （有刚度可大角度旋转）时，Subtype可取：

UNIV：万向铰；REVO：销铰或单向铰Name---8个字符的截面名，字符可包含字母和数字。

REFINEKEY---设置薄壁梁截面网格的精细水平，有0（缺省）～5（最精细）六个水平。

2. 定义梁截面几何数据（Type=BEAM）

命令：SECDA TA,V AL1,V AL2,V AL3,V AL4,V AL5,V AL6,V AL7,V AL8,V AL9,V AL10

其中V AL1~V AL10为数值，如厚度、边长、沿边长的栅格数等，

每种截面的值是不同的。

ANSYS定义了11种常用的截面类型，每种截面输入数据如下：

⑴Subtype=RECT：矩形截面

输入数据：B,H,Nb,Nh

B---截面宽度。

H---截面高度。

Nb---沿宽度B的栅格数（cell），缺省为2。

Nh---沿高度H的栅格数，缺省为2。

⑵Subtype=QUAD：四边形截面

输入数据：yI,zI,yJ,zJ,yK,zK,yL,zL,Ng,Nh

yI,zI,yJ,zJ,yK,zK,yL,zL---各点坐标值。

Ng,Nh---沿g和h的栅格数，缺省均为2。

如退化为三角形也可，输入一个相同的坐标。

⑶Subtype=CSOLID：实心圆截面

输入数据：R,N,T

R---半径。

N---圆周方向划分的段数，缺省为8。

T---半径方向划分的段数，缺省为2。

⑷Subtype=CTUBE：圆管截面

输入数据：Ri,R0,N

Ri---管的内半径。

R0---管的外半径。

N---沿圆周的栅格数，缺省为8。

⑸Subtype=CHAN：槽形截面

输入数据：W1,W2,W3,t1,t2,t3

W1,W2---翼缘宽度。

W3---全高。

t1,t2---翼缘厚度。

t3---腹板厚度

⑹Subtype=I：工字形截面

输入数据：W1,W2,W3,t1,t2,t3

W1,W2---翼缘宽度。

W3---全高。

t1,t2---翼缘厚度。

t3---腹板厚度

⑺Subtype=Z：Z形截面

输入数据：W1,W2,W3,t1,t2,t3

W1,W2---翼缘宽度。

W3---全高。

t1,t2---翼缘厚度。

t3---腹板厚度

⑻Subtype=L：L形截面

输入数据：W1,W2,t1,t2

W1,W2---腿长。

t1,t2---腿厚度。

⑼Subtype=T：T形截面

输入数据：W1,W2,t1,t2

W1---翼缘宽长。

W2---全高。

t1---翼缘厚度。

t2---腹板厚度。

⑽Subtype=HATS：帽形截面

输入数据：W1,W2,W3,W4,t1,t2,t3,t4,t5

W1,W2---帽沿宽度。

W3---帽顶宽度。

W4---全高。

t1,t2---帽沿厚度。

t3---帽顶厚度。

t4,t5---腹板厚度。

⑾Subtype=HREC：空心矩形截面或箱形截面

输入数据：W1,W2,t1,t2,t3,t4

W1---截面全宽。

W2---截面全高。

t1,t2,t3,t4---壁厚。

⑿Subtype=ASEC：任意截面

输入数据：A,Iyy,Iyz,Izz,Iw,J,CGy,CGz,SHy,SHz

A---截面面积。Iyy---绕y轴惯性矩。

Iyz---惯性积。Izz---绕z轴惯性矩。

Iw---翘曲常数。

J---扭转常数。

Cgy---质心的y坐标。

CGz--质心的z坐标。

SHy---剪切中心的y坐标。

SHz---剪切中心的z坐标。

⒀Subtype=MESH：自定义截面

当截面不是常用的11个截面时，可采用自定义截面。自定义截面具有很大的灵活性，可定义任意形状的截面，材料也可不同，因此对于梁截面该自定义截面可满足各种情况下的使用要求。自定义截面要使用SECWRITE命令和SECREAD命令。

finish$/clear$/prep7

sectype,1,beam,rect !定义矩形截面，ID=1

secdata,2,3

sectype,2,beam,quad !定义四边形截面，ID=2

secdata,-1,-1,1.2,-1.2,1.4,1.3,-1.1,1.2

sectype,3,beam,csolid !定义实心圆截面，ID=3

secdata,4

sectype,4,beam,ctube !定义圆管截面，ID=4

secdata,8,9

sectype,5,beam,chan !定义槽形截面，ID=5

secdata,80,90,160,10,12,8

sectype,6,beam,I !定义工字形截面，ID=6

secdata,80,60,150,10,8,12

sectype,7,beam,z !定义Z形截面，ID=7

secdata,70,80,120,10,10,8

sectype,8,beam,l !定义L形截面，ID=8

secdata,120,70,8.5,8.5

sectype,9,beam,t !定义T形截面，ID=9

secdata,120,140,10,12

sectype,10,beam,hats !定义帽形截面，ID=10

secdata,40,50,60,130,10,12,16,10,10

sectype,11,beam,hrec !定义箱形截面，ID=11

secdata,40,50,10,10,10,10

!可采用SECPLOT,ID（ID输入相应的号）查看截面及数据。

3. 定义变截面梁几何数据（Type=TAPER）

命令：SECDA TA, Sec_IDn,XLOC,YLOC,ZLOC

Sec_IDn---已经定义的梁截面识别号，用于端点1 （I）和2 （J）截面ID。

XLOC,YLOC,ZLOC---整体坐标系中Sec_IDn的位置坐标。

变截面梁的定义首先需要定义两个梁截面，然后根据拟定义的变截面梁再定义各个梁截面ID所在的空间位置。两端的两个截面拓扑关系相同，即必须满足具有相同的Subtype 类型、相同的栅格数和相同的材料号。

例如下面给出了工字形截面的变截面应用示例。

finish$/clear$/prep7

sectype,1,beam,I

secdata,160,120,200,10,10,8 !定义梁截面ID=1及其数据

sectype,2,beam,I

secdata,320,240,300,16,16,12 !定义梁截面ID=2及其数据

!创建3个关键点和一条线

k,1$k,2,800,300$k,100,400,400$l,1,2

sectype,3,taper !定义变截面梁Id=3

secdata,1,kx(1),ky(1),kz(1) !一个端点的截面采用ID1,位置用坐标给出secdata,2,kx(2),ky(2),kz(2) !另一端点的截面采用ID2,位置用坐标给出et,1,beam189$mp,ex,1,2.1e5$mp,prxy,1,0.3 !定义单元及材料属性lesize,all,,,8$latt,1,,1,,100,,3$lmesh,all !网分控制、为线赋单元属性、网分

/eshape,1$eplot !查看单元形状

4. 定义截面偏移

当Type=BEAM时命令：

SECOFFSET,Location,OFFSETY,OFFSETZ,CG-Y,CG-Z,SH-Y,SH-Z

Location---偏移有4个选择位置，分别为：

CENT：梁节点偏移到质心（缺省）。

SHRC：梁节点偏移到剪心。

ORIGIN：梁节点偏移到横截面原点。

USER：梁节点偏移到用户指定位置（相对横截面原点）

，由OFFSETY,OFFSETZ确定。

OFFSETY,OFFSETZ---仅当Location=USER时，梁节点相对于横截面原点的偏移量。

CG-Y, CG-Z,SH-Y,SH-Z---用于覆盖程序自动计算的质心和剪心位置。高级用户可用其创建复合材料的横截面模型。还可使用SECCONTROL命令控制横截面剪切刚度。

当Type=SHELL时命令：SECOFFSET, Location,OFFSET

Location---偏移也有4个选择位置，分别为：

TOP：壳节点偏移到顶面。

MID：壳节点偏移到中面。

BOT：壳节点偏移到底面。

USER：用户定义，偏移梁由OFFSET指定。

OFFSET---仅当Location=USER时，相对于中面的偏移距离。

5. 梁截面特性列表

命令：SLIST,SFIRST,SLAST,SINC,Details,Type

6. 删除所定义的截面

命令：SDELETE,SFIRST,SLAST,SINC,KNOCLEAN

其中KNOCLEAN为预紧单元清除参数，如为0则删除预紧单元并通过PMESH时再形成；如为1则不删除预紧单元。其余参数同SLIST命令。

7. 绘制所定义截面

命令：SECPLOT,SECID,V AL1,V AL2

SECID---截面ID号。

V AL1,V AL2---输出控制参数。

对BEAM：V AL1=0则不显示栅格；V AL1=1则显示栅格。

对SHELL：V AL1和V AL2表示显示层号的范围。

8. 自定义截面的存盘和读入

存盘命令：SECWRITE,Fname,Ext,--,ELEM_TYPE

读入命令：SECREAD,Fname,Ext,--,Option

Fname---文件名及其路径（可达248个字符）。

Ext---文件名的扩展名，缺省为“SECT”。

ELEM_TYPE---单元类型属性指示器，此参数意义不大。

Option---从何处读入的控制参数。如Option=LIBRARY（缺省）则从截面库中读入截面数据。如Option=MESH则从用户网分的截面文件中读入，该文件包含了栅格和栅点等数据。

创建自定义截面的基本步骤有：

①创建2D面，可完全表达截面形状。

②定义且仅能定义PLANE82或MESH2000单元，如果有多种材料则定义材料号。

③定义网分控制并划分网格。

④用SECWRITE命令写入文件。

⑤用SECTYPE和SECREAD命令定义截面ID等。

由两种材料组成，其分界线如图中所示，其自定义截面命令流如下：

!EX3.2 自定义多种材料截面

finish$/clear$/prep7

Ro=1.5$Ri=1.0 !定义两个半径

csys,1$cyl4,,,ri$cyl4,,,ro !设置柱坐标系，创建两个圆面

aptn,all !作面分割运算

wprota,,90$asbwa,all !切分面

wprota,,,90$asbw,all$ wpcsys !切分面

et,1,plane82 !定义单元类型为PLANE82

mymat1=4$mymat2=7 !定义两个材料参数，分别赋值4和7 mp,ex,mymat1,1.0$mp,ex,mymat2,2.0 !定义材料参考号，具体特性可任意

asel,s,loc,x,0,ri$aatt,mymat1,,1 !内部圆面为材料mymat1

asel,s,loc,x,ri,ro$aatt,mymat2,,1 !外部环面为材料mymat2

allsel$esize,0.25$mshape,0,2d !定义网格控制、单元形状

mshkey,1$amesh,all !定义网格划分方式并网分

secwrite,mycsolid,sect !将截面写入mycsolid.sect文件

!下面准备读入截面并使用

finish$/clear$/prep7

et,1,beam189 !定义单元类型为BEAM189

mym1=4$mym2=7 !定义两个材料参数，此值与MYMA T对应mp,ex,mym1,3.0e10

mp,prxy,mym1,0.167 !定义材料参考号MYM1和具体特性值

mp,ex,mym2,2.1e11

mp,prxy,mym2,0.3 !定义材料参考号MYM2和具体特性值

sectype,1,beam,mesh !定义用户梁截面

secread,mycsolid,sect,,mesh !读入mysolid.sect文件

k,1$k,2,,,10$l,1,2$lesize,all,,,20 !创建关键点和线，及线的网格划分控制

latt,,,1,,,,1 !此处采用了缺省材料参考号，即便指定材料参考号也不起作用lmesh,all$/eshape,1 !划分网格，打开单元形状

/pnum,mat,1$ eplot !显示单元材料参考号，并显示单元

特别注意的是材料参考号在SECWRITE之前就确定了，而在使用该截面时只能使用相同的材料参考号。但在前者中可任意设置材料特性值，也就是说在前者中的材料具体特性值没有意义，仅材料参考号有意义。

9. 定义层壳单元的数据（Type=SHELL）

命令：SECDA TA,TK,MA T,THETA,NUMPT

该命令仅使用于SHELL131、SHELL132、SHELL181、SHELL208、SHELL209单元。

10. 定义预紧截面的数据（Type= PRETENSION）

命令：SECDA TA, node,nx,ny,nz

修改预紧截面数据可采用SECMODIF命令。

11. 定义连接数据（Type=JOINT）

当Subtype= REVO时命令：SECDA TA ,,,angle1

当Subtype= UNIV时命令：SECDA TA ,,,angle1,,angle3

前面介绍了如何定义单元类型、实常数、材料属性、梁截面等单元属性，而与几何模型没有任何关系。如何将这些属性与几何模型关联呢？这就是对几何模型进行单元属性的设置，即将这些属性赋予几何模型。

赋予几何模型单元属性，仅4个命令:

KATT,LATT,AA TT,V A TT（简称xATT命令）。

3.1.4 设置几何模型的单元属性

1. 设置关键点单元属性

命令：KATT,MA T,REAL,TYPE,ESYS

其中MAT,REAL,TYPE,ESYS分别为材料号、实常数号、单元类型号、坐标系编号。

该命令为所选择的所有关键点设置单元属性，而通过这些关键点复制生成的关键点也具有相同的属性。如果关键点在划分网格时没有设置属性，则其属性由当前的“MAT、REAL、TYPE、ESYS”等命令设置。

在划分网格前如要改变其属性，只需重新执行KATT命令设置，如果其命令参数为0

或空，则删除相关的属性。

如果MAT,REAL,TYPE,ESYS参数中任意一个定义为-1，则设置保持不变。

2. 设置线的单元属性

命令：LATT,MA T,REAL,TYPE,--,KB,KE,SECNUM

MA T,REAL,TYPE---同KATT中的参数。

KB,KE---线始端和末端的方位关键点。ANSYS在对梁划分网格时，使用方位关键点确定梁截面的方向。对于梁截面沿线保持同一方位时，可仅使用KB定位；预扭曲梁（麻花状）可能需要两个方位关键点定位。

SECNUM---梁截面ID号。

该命令为所选择的线设置单元属性，但由KB和KE指定的值仅限于所选择的线，因此通过这些线复制生成的线则不具有这些属性（即KB或KE不能一同复制）。但如不使用KB 和KE时，通过这些线复制生成的线具有同样的属性。不指定单元属性、修改其单元属性与KATT命令类似，可参照处理。

在命令LATT中如果没有指定KB和KE则采用缺省的截面方位，缺省截面方位的确定方法是截面的xoz坐标平面总是垂直总体直角坐标系的XOY平面，且截面至少有一个坐标轴与总体坐标轴方向相同或接近。

如果使用KB和KE确定截面方位，则始点截面yoz平面垂直于KP1、KP2和KB组成的平面且截面的z轴指向KB侧；同理，末端截面截面yoz平面也垂直于KP1、KP2和KE 组成的平面且截面的z轴指向KE侧。如果KB和KE在不同的方向，则截面方位是变化的，沿线形成麻花状截面。

finish$/clear$/prep7

et,1,beam189$mp,ex,1,2.1e5$mp,prxy,1,0.3 !定义单元类型和材料属性

sectype,1,beam,i$secdata,100,40,160,10,10,8 !定义梁截面ID=1和截面数据

l0=1000$dl=500$dxc=400 !定义几个参数

k,1$k,2,,,l0$ l,1,2 !创建关键点和线

k,100,,dl$k,200,dxc,-dl$k,300,2*dxc,dl !定义定位关键点

k,301,2*dxc+dl$k,400$k,500,8*dxc

lgen,5,1,,,dxc !复制生成5条线

lsel,s,,,1$latt,1,,1,,100,,1 !线1定位点KB=100

lsel,s,,,2$latt,1,,1,,200,,1 !线2定位点KB=200

lsel,s,,,3$latt,1,,1,,300,301,1 !线3定位点KB=300,KE=301

lsel,s,,,4$latt,1,,1,,400,,1 !线4定位点KB=400

lsel,s,,,5$latt,1,,1,,500,,1 !线5定位点KB=500

lsel,all$lesize,all,,,50 !定义网格划分控制

lmesh,all$/eshape,1$eplot !划分网格并显示

3. 设置面的单元属性

命令：AATT,MA T,REAL,TYPE,ESYS,SECN

MA T,REAL,TYPE---同KATT中的参数。

SECN---截面ID号（由SECTYPE命令定义）。

该命令为所选择的面设置单元属性，通过这些面复制生成的面也具有同样的属性。

4. 设置体的单元属性

命令：V ATT,MA T,REAL,TYPE,ESYS

其中参数与KATT命令中的参数意义相同。

上述4个命令中，LATT略复杂些，主要是定义梁截面的方位，其余命令则相对容易。xATT命令都是对所选择的没有划分网格的几何图素设置的单元属性，一旦划分网格，不容许再用xATT命令设置属性。

3.2 网格划分控制

在3.1节中介绍了如何定义单元属性和怎样赋予几何图素这些性质，这里则介绍如何控制网格密度或大小、划分怎样的网格及如何实施划分网格等问题。

但是网格划分控制不是必须的，因为采用缺省的网格划分控制对多数模型都是合适的；如果不设置网格划分控制则ANSYS自动采用缺省设置对网格进行划分。

3.2.1 单元形状控制及网格类型选择

1. 单元形状控制

命令：MSHAPE,KEY,Dimension

KEY---划分网格的单元形状参数，其值可取：

KEY=0：如果Dimension=2D则用四边形单元划分网格；

如果Dimension=3D则用六面体单元划分网格。

KEY=1：如果Dimension=2D则用三角形单元划分网格；

如果Dimension=3D则用四面体单元划分网格。

在设置该命令的参数时，应考虑所定义的单元类型是否支持这种单元形状。

2. 网格类型选择

命令：MSHKEY,KEY

其中KEY表示网格类型参数，其值可取：

KEY=0 （缺省）：自由网格划分（free meshing ）

KEY=1：映射网格划分（mapped meshing）

KEY=2：如果可能则采用映射网格划分，否则采用自由网格划分。

单元形状和网格划分类型的设置共同影响网格的生成，二者的组合不同，所生成的网格也不相同。

没有指定单元形状和网格划分类型时将发生的情况

3. 中间节点的位置控制

命令：MSHMID,KEY

其中KEY为边中间节点位置控制参数，其值可取：

KEY=0（缺省）：边界区域单元边上的中间节点与区域线或面的曲率一致。

KEY=1：设置所有单元边上的中间节点使单元边为直的，允许沿曲线进行粗糙的网格划分。

KEY=2：不生成中间节点，即消除单元的中间节点。

上述几条命令的应用示例如下命令流。

!EX3.4A 两种单元形状和两种网格划分比较

finish$/clear$/prep7

et,1,plane82 !定义单元类型

k,1$k,2,8$k,3,7,6$k,4,1,6 !创建关键点

a,1,2,3,4$esize,1 !创建面、定义单元尺寸

mshape,0$mshkey,0 !四边形形状、自由网格划分

!mshape,0$mshkey,1 !四边形形状、映射网格划分

!mshape,1$mshkey,1 !三角形形状、映射网格划分

!mshape,1$mshkey,0 !三角形形状、自由网格划分

对于中间节点的位置控制比较如下命令流所示。

!EX3.4B 中间节点位置控制网格划分比较

finish$/clear$/prep7

et,1,plane82$cyl4,,,4,,8,60$lesize,all,,,2 !定义单元类型、创建面、设置单元尺寸mshape,0$mshkey,1!设置四边形单元形状、映射网格划分类型

mshmid,0 ! （缺省）中间节点在曲边上，与几何模型一致!mshmid,1 !中间节点在直线的单元边上，与几何模型有差别!mshmid,2 !无中间节点，与几何模型有差别

amesh,all !划分网格

3.2.2 单元尺寸控制

单元尺寸控制命令有DESIZE、SMRTSIZE及AESIZE、LESIZE、KESIZE、ESIZE等6个命令。

DESIZE命令为缺省的单元尺寸控制，通常用于映射网格划分控制，也可用于自由网格划分但此时必须关闭SMRTSIZE命令；

SMRTSIZE命令仅用于自由网格划分而不能用于映射网格划分。

因此可以说映射网格划分采用DESIZE命令，而自由网格划分采用SMRTSIZE命令。

1. 映射网格单元尺寸控制的DESIZE命令

命令：DESIZE,MINL,MINH,MXEL,ANGL,ANGH,EDGMN,EDGMX,ADJF,ADJM

MINL---当使用低阶单元时每条线上的最小单元数，缺省为3。

如MINL=DEFA则采用缺省值；

如MINL=STA T则列表输出当前的设置状态；

如MINL=OFF则关闭缺省的单元尺寸设置；

如MNIL=ON则重新激活缺省的单元尺寸设置（缺省时该命令是激活的）。

MINH---当使用高阶单元时每条线上的最小单元数，缺省为2。

ANGL--- 曲线上低阶单元的最大跨角，缺省为15°。

ANGH--- 曲线上高阶单元的最大跨角，缺省为28°。

EDGMN---最小的单元边长，缺省则不限制。

EDGMX---最大的单元边长，缺省则不限制。

ADJF---仅在自由网格划分时，相近线的预定纵横比。

对h单元缺省为1 （等边长），对p单元缺省为4。

ADJM---仅在映射网格划分时，相邻线的预定纵横比。

对h单元缺省为4 （矩形），对p单元缺省为6。

DESIZE命令的缺省设置仅在没有用KESIZE、LESIZE、AESIZE、ESIZE指定单元尺寸时使用，即该命令设置的级别低于上述4个命令（与命令的先后顺序无关）。

2.自由网格单元尺寸控制的SMRTSIZE命令

命令：

SMRTSIZE,SIZLVL,FAC,EXPND,TRANS,ANGL,ANGH,GRATIO,SMHLC,SMANC,MXITR,S PRX

SIZLVL---网格划分时的总体单元尺寸等级，控制网格的疏密程度，可取：

N：智能单元尺寸等级值，其值在1 （精细）～10 （粗糙）之间，此时其它参数无效。

STAT---列表输出SMRTSIZE设置状态。

DEFA---恢复缺省的SMRTSIZE设置值。

OFF---关闭智能化网格划分。

3.局部网格划分单元尺寸控制

映射网格和自由网格划分的单元尺寸控制，总体上可分别采用DESIZE和SMRTSIZE 命令进行设置，以获得缺省的单元尺寸和网格。但大多数情况下仍需要深入网格划分过程，以获得理想或满意的网格和单元尺寸，这时可通过LESIZE、KESIZE和ESIZE更多地进行控制。

⑴线的单元尺寸定义

命令：LESIZE,NL1,SIZE,ANGSIZ,NDIV,SPACE,KFORC,LAYER1,LAYER2,KYNDIV

NL1---线编号，其值可取ALL、元件名或组件名及P进入GUI选择线。

SIZE---如NDIV为空，则SIZE为单元边长。分段数将自动根据线长计算并圆整，如SIZE为0 或空，则采用ANGSIZ或NDIV参数。

ANGSIZE---将曲线分割成许多角度，按此角度将线划分为多段。该参数仅在SIZE和NDIV为空或0时有效。

NDIV---如为正则表示每条线的分段数。

SPACE---分段的间隔比率。如为正，表示最后一个分段的长度与第1段长度之比（大于1表示单元尺寸越来越大，小于1表示单元尺寸越来越小）。如为负，则|SPACE|表示中间的分段长度与两端的分段长度之比。

KFORC---修改线分段控制参数，仅用于NL1=ALL时。KFORC可取：

0：仅修改没有指定划分段的线。

1：修改所有线。

2：仅修改划分段数小于本命令设定值的线。

3：仅修改划分段数大于本命令设定值的线。

4：仅修改SIZE、ANGSIZ、NDIV、SPACE、LAYER1、LAYER2不为0的线。

如果KFORC=4或0或空，则原有设置保持不变。

LAYER1---层网格控制参数，用来指定内层网格的厚度。

LAYER2---层网格控制参数，用于设置外层网格的厚度.

KYNDIV---当KYNDIV=0、NO或OFF时，表示SMRTSIZE设置无效；如果线的分段数不匹配，则映射网格划分失败。当KYNDIV=1、YES或ON时，表示SMRTSIZE设置优先，即对大曲率或相邻区域优先采用SMRTSIZE的设置。

!下边密上边稀

finish$/clear$/prep7

et,1,plane82$blc4,,,10,10 !定义单元类型、创建面

lsel,s,tan1,y$lesize,all,,,10 !水平线定义10个分段数

lsel,s,loc,x,0$lesize,all,,,9,1/8 !左侧线定义SPACE=1/8

lsel,s,loc,x,10$lesize,all,,,9,8 !右侧线定义SPACE=8，左右侧线起终点方向不同

lsel,all$mshape,0$mshkey,1 !定义单元形状和划分类型

amesh,all

!中间密外边稀

finish$/clear$/prep7

et,1,plane82$blc4,,,10,10 !定义单元类型、创建面

lsel,s,tan1,y$lesize,all,,,10,-1/5 !水平线中间段是两边段的1/5

lsel,s,tan1,x$lesize,all,,,9,-1/8 !竖直线中间段是两边段的1/8

lsel,all$mshape,0$mshkey,1 !定义单元形状和划分类型

amesh,all

⑵关键点最近处单元边长定义

命令：KESIZE,NPT,SIZE,FACT1,FACT2

NPT---关键点编号，也可为ALL、P、元件名或组件名。

SIZE---沿线接近关键点NPT处单元的边长（覆盖任何较低级的尺寸设置）。如SIZE=0，则使用FACT1和FACT2参数。

FACT1---比例因子，作用于以前既有的SIZE上，仅在本SIZE=0或空时有效。

FACT2---比例因子，作用于与关键点NPT相连的线上设置的最小分段数。该参数适用于自适应网格细分，仅在本SIZE和FACT1为0或空时有效。

⑶线划分的缺省尺寸

命令：ESIZE,SIZE,NDIV

SIZE---线上单元边长，线的分段数根据边长自动计算。如SIZE=0或空则使用NDIV参数。

NDIV---线上单元的分段数，如果输入了SIZE则该参数无效。

该命令设置区域边界线上的分段数或单元长度，也可用LESIZE或KESIZE命令设置。

⑷面内部的单元尺寸定义

命令：AESIZE,ANUM,SIZE

ANUM---面的编号，也可为ALL、P、元件名或组件名。

SIZE---单元尺寸值。

该命令对面内部的单元网格设置尺寸，而LESIZE、KESIZE和ESIZE等则设置面边界线的分段或单元尺寸。对于没有指定单元尺寸的线和关键点，AESIZE命令也可用于线的单元尺寸设置。

⑸单元尺寸定义的优先级

用DESIZE定义单元尺寸的优先级，对任何给定线为：

A：用LESIZE命令设置的划分常是高级别；

B：如果未用LESIZE设置划分，则用KESIZE定义单元尺寸；

C：如果未用LESIZE和KESIZE设置划分，则用ESIZE定义单元尺寸；

D：如果上述都未用，则用DESIZE命令控制线上的单元尺寸。

网格划分的几种基本处理方法

网格划分的几种基本处理方法 贴体坐标法： 贴体坐标是利用曲线坐标，并使其坐标线与燃烧室外形或复杂计算区域边界重合，这样所有边界点能够用网格点来表示，不需要任何插值。一旦贴体坐标生成通过变换，偏微分方程求解可以不在任意形状的物理平面上，而在矩形或矩形的组合（空间问题求解域为长方体或它们的组合）转换平面上进行。这样计算与燃烧室外形无关，也与在物理平面上网格间隔无关。 而是把边界条件复杂的问题转换成一个边界条件简单的问题；这样不仅可避免因燃烧室外形与坐标网格线不一致带来计算误差，而且还可节省计算时间和内存，使流场计算较准确，同时方便求解，较好地解决了复杂形状流动区域的计算，在工程上比较广泛应用。 区域法： 虽然贴体坐标系可以使坐标线与燃烧室外形相重合，从而解决复杂流动区域计算问题。但有时实际流场是一个复杂的多通道区域，很难用一种网格来模拟，生成单域贴体网格，即使生成了也不能保证网格质量，影响流场数值求解的效果。因此，目前常采用区域法或分区网格，其基本思想是，根据外形特点把复杂的物理域或复杂拓扑结构的网格，分成若干个区域，分别对每个子区域生成拓扑结构简单的网格。由这些子区域组合而成的网格，或结构块网格。对区域进行分区时，若相邻两个子域分离边界是协调对接，称为对接网格；若相邻两子域有相互重叠部分，则此分区网格称为重叠网格。根据实际数值模拟计算的需要，把整个区域（燃烧室）分成几个不同的子区域，并分别生成网格。这样不仅可提高计算精度，而且还可节省计算机内存，提高收敛精度。但是计算时，必须考虑各区域连接边界处耦合以及变量信息及时、准确地传递问题。处理各个区域连接有多种方法，其中一个办法是在求解各变量时各区域可以单独求解若干次而对压力校正方程．设压力校正值在最初迭代时为零，为了保证流量连续各个区域应同时求解，然后对各个速度和压力进行校正。或者采用在两个区域交界处有一个重叠区，两个区域都对重叠区进行计算，重叠区一边区域内的值，要供重叠区另一边区域求解时用。或通过在重叠内建立两个区域坐标对应关系，实现数据在重叠区内及时传递。如果两个区采用网格疏密分布不相同，要求重叠区二边流量相等。区域法能合理解决网格生成问题，已被大量用来计算复杂形状区域流动。 区域分解法： 对于复杂几何形状的实际燃烧装置，为了保证数值求解流场质量，目前常采用区域分解法。该法基本要点是：根据燃烧室形状特点和流场计算需要，把计算区域分成一个主区域和若干个子区域，对各个区域（块）分别建立网格，并对各个区域分别进行数值求解。区域分解原则是尽量使每个子区域边界简便以便于网格建立，各个子区域大小也尽可能相同，使计算负载平衡有利于平行计算。各区域的网格间距数学模型以及计算方法都可以不同，通常在变量变化梯度大的区域，可以布置较细网格，并采用高阶紊流模型和描述复杂反应的紊流燃烧模型，以便更合理模拟实际流场。对于变量变化不太大区域，可采用较疏的网格和较简单的数学模型，这样可节省计算时间。各子区域的解在相邻子区域边界处通过耦合条件来实现光滑，相邻子区域连接重叠网格或对接网格来实现，在各子区域交界处通过插值法提供各子域求解变量的信息传递，满足各子域流场计算要求通量和动量守恒条件以便实现在交界面处各子域流场解的匹配和耦合，从而取得全流场解。 非结构网格法： 上述各方法所生成的网格均属于结构化网格，其共同特点是网格中各节点排列有序，每个节点与邻点之间关系是固定的，在计算区域内网格线和平面保持连续。特别是其中分区结构网格生成方法已积累了较多经验，计算技术也较成熟，目前被广泛用来构造复杂外形区域

在ANSYS平台上的复杂有限元网格划分技术

在ANSYS平台上的复杂有限元网格划分技术 1. 网格密度 有限元结构网格数量的多少将直接影响计算结果的精度和计算规模的大小。一般来说，网格数量增加，计算精度会有所提高，但同时计算规模也会增加，怎样在这两者之间找到平衡，是每一个CAE工作者都想拥有的技术。网格较少时，增加网格数量可以使计算精度明显提高，而计算时间不会有大的增加。当网格数量增加到一定程度后，再继续增加网格时精度提高很少，而计算时间却大幅度增加。所以应该注意网格数量的经济性。实际应用时，可以比较两种网格划分的计算结果，如果两次计算结果相差较大，应该继续增加网格，重新计算，直到结果误差在允许的范围之内。 在决定网格数量时还应该考虑分析类型。静力分析时，如果仅仅是计算结构的变形，网格数量可以少一点。如果需要计算应力，则在精度要求相同的情况下取相对较多的网格。同样在结构响应计算中，计算应力响应所取的网格数量应该比计算位移响应的多。在计算结构固有动力特性时，若仅仅是计算少数低阶模态，可以选取较少的网格，如果计算的阶数较高，则网格数量应该相应的增加。在热分析中，结构内部的温度梯度不大时，不需要大量的内部单元，否则，内部单元应该较多。 有限元分析原则是把结构分解成离散的单元，然后组合这些单元

解得到最终的结果。其结果的精度取决于单元的尺寸和分布，粗的网格往往其结果偏小，甚至结果会发生错误。所以必须保证单元相对足够小，考虑到模型的更多的细节，使得到的结果越接近真实结果。由于粗的网格得到的结果是非保守的，因此要认真查看结果，其中有几种方法可以帮助读者分析计算结果与真实结果之间的接近程度。 最常用的方法是用对结果判断的经验来估计网格的质量，以确定网格是否合理，如通过看云图是否与物理现象相一致，如果云图线沿单元的边界或与实际现象不一致，那么很有可能结果是不正确的。 更多的评价网格误差的方法是通过比较平均的节点结果和不平均的单元结果。如在ANSYS中，提供了两条显示结果的命令：PLNS，PLES。前者是显示平均的节点结果，后者是显示不平均的单元结果。PLNS命令是计算节点结果，它是通过对该节点周围单元结果平均后得到的，分析结果是基于单元高斯积分点值，然后外插得到每个节点，因此在给定节点周围的每个单元都由自己的单元计算得到，所以这些节点结果通常是不相同的。PLNS命令是在显示结果之前将每个节点的所有结果进行了平均，所以看到的云图是以连续的方式从一个单元过渡到另外一个单元。而PLES命令不是对节点结果平均，所以在显示云图时单元和单元之间是不连续的。这种不连续程度在网格足够密(即单元足够小)的时候会很小或不存在，而在网格较粗时很大。由于PLNS结果是一个平均值，所以它得到的结果会比PLES的结果小，他

ANSYS网格划分技巧

【分享】复杂几何模型的系列网格划分技术 众所周知，对于有限元分析来说，网格划分是其中最关键的一个步骤，网格划分的好坏直接影响到解算的精度和速度。在ANSYS中，大家知道，网格划分有三个步骤：定义单元属性（包括实常数）、在几何模型上定义网格属性、划分网格。在这里，我们仅对网格划分这个步骤所涉及到的一些问题，尤其是与复杂模型相关的一些问题作简要阐述。 一、自由网格划分 自由网格划分是自动化程度最高的网格划分技术之一，它在面上（平面、曲面）可以自动生成三角形或四边形网格，在体上自动生成四面体网格。通常情况下，可利用ANSYS的智能尺寸控制技术（SMARTSIZE命令）来自动控制网格的大小和疏密分布，也可进行人工设置网格的大小（AESIZE、LESIZE、KESIZE、ESIZE等系列命令）并控制疏密分布以及选择分网算法等（MOPT命令）。对于复杂几何模型而言，这种分网方法省时省力，但缺点是单元数量通常会很大，计算效率降低。同时，由于这种方法对于三维复杂模型只能生成四面体单元，为了获得较好的计算精度，建议采用二次四面体单元（92号单元）。如果选用的是六面体单元，则此方法自动将六面体单元退化为阶次一致的四面体单元，因此，最好不要选用线性的六面体单元（没有中间节点，比如45号单元），因为该单元退化后为线性的四面体单元，具有过刚的刚度，计算精度较差；如果选用二

次的六面体单元（比如95号单元），由于其是退化形式，节点数与其六面体原型单元一致，只是有多个节点在同一位置而已，因此，可以利用TCHG命令将模型中的退化形式的四面体单元变化为非退化的四面体单元，减少每个单元的节点数量，提高求解效率。在有些情况下，必须要用六面体单元的退化形式来进行自由网格划分，比如，在进行混合网格划分（后面详述）时，只有用六面体单元才能形成金字塔过渡单元。对于计算流体力学和考虑集肤效应的电磁场分析而言，自由网格划分中的层网格功能（由LESIZE命令的LAYER1和LAYER2域控制）是非常有用的。 二、映射网格划分     映射网格划分是对规整模型的一种规整网格划分方法，其原始概念是：对于面，只能是四边形面，网格划分数需在对边上保持一致，形成的单元全部为四边形；对于体，只能是六面体，对应线和面的网格划分数保持一致；形成的单元全部为六面体。在ANSYS中，这些条件有了很大的放宽，包括： 1 面可以是三角形、四边形、或其它任意多边形。对于四边以上的多边形，必须用LCCAT命令将某些边联成一条边，以使得对于网格划分而言，仍然是三角形或四边形；或者用AMAP命令定义3到4个顶点（程序自动将两个顶点之间的所有线段联成一条）来进行映射划分。 2 面上对边的网格划分数可以不同，但有一些限制条件。

ANSYS 13.0 Workbench 网格划分及操作案例

第 3章 ANSYS 13.0 Workbench网格划分及操作案例 网格是计算机辅助工程（CAE）模拟过程中不可分割的一部分。网格直接影响到求解精 度、求解收敛性和求解速度。此外，建立网格模型所花费的时间往往是取得 CAE 解决方案所 耗费时间中的一个重要部分。因此，一个越好的自动化网格工具，越能得到好的解决方案。 3.1 ANSYS 13.0 Workbench 网格划分概述 ANSYS 13.0 提供了强大的自动化能力，通过实用智能的默认设置简化一个新几何体的网 格初始化，从而使得网格在第一次使用时就能生成。此外，变化参数可以得到即时更新的网 格。ANSYS 13.0 的网格技术提供了生成网格的灵活性，可以把正确的网格用于正确的地方， 并确保在物理模型上进行精确有效的数值模拟。 网格的节点和单元参与有限元求解，ANSYS 13.0在求解开始时会自动生成默认的网格。 可以通过预览网格，检查有限元模型是否满足要求，细化网格可以使结果更精确，但是会增 加 CPU 计算时间和需要更大的存储空间，因此需要权衡计算成本和细化网格之间的矛盾。在 理想情况下，我们所需要的网格密度是结果随着网格细化而收敛，但要注意：细化网格不能 弥补不准确的假设和错误的输入条件。 ANSYS 13.0 的网格技术通过 ANSYS Workbench的【Mesh】组件实现。作为下一代网格 划分平台， ANSYS 13.0 的网格技术集成 ANSYS 强大的前处理功能， 集成 ICEM CFD、 TGRID、 CFX-MESH、GAMBIT网格划分功能，并计划在 ANSYS 15.0 中完全整合。【Mesh】中可以根 据不同的物理场和求解器生成网格，物理场有流场、结构场和电磁场，流场求解可采用 【Fluent】、【CFX】、【POLYFLOW】，结构场求解可以采用显式动力算法和隐式算法。不同的 物理场对网格的要求不一样，通常流场的网格比结构场要细密得多，因此选择不同的物理场， 也会有不同的网格划分。【Mesh】组件在项目流程图中直接与其他 Workbench分析系统集成。 3.2 ANSYS 13.0 Workbench 网格划分 ANSYS 网格划分不能单独启动，只能在 Workbench 中调用分析系统或【Mesh】组件启 动，如图 3-1 所示。 图3-1 调入分析系统及网格划分组件

第3章网格划分技术及技巧.

第3章网格划分技术及技巧 创建几何模型后，必须生成有限元模型才能分析计算，生成有限元模型的方法就是对几何模型进行网格划分，网格划分主要过程包括三个步骤： ⑴定义单元属性 单元属性包括单元类型、实常数、材料特性、单元坐标系和截面号等。 ⑵定义网格控制选项 ★对几何图素边界划分网格的大小和数目进行设置； ★没有固定的网格密度可供参考； ★可通过评估结果来评价网格的密度是否合理。 ⑶生成网格 ★执行网格划分，生成有限元模型； ★可清除已经生成的网格并重新划分； ★局部进行细化。 3.1 定义单元属性 3.1.1 单元类型 1. 定义单元类型 命令：ET, ITYPE, Ename, KOP1, KOP2, KOP3, KOP4, KOP5, KOP6, INOPR ITYPE---用户定义的单元类型的参考号。 Ename---ANSYS单元库中给定的单元名或编号，它由一个类别前缀和惟一的编号组成，类别前缀可以省略，而仅使用单元编号。 KOP1~KOP6---单元描述选项，此值在单元库中有明确的定义，可参考单元手册。也可通过命令KEYOPT进行设置。 INOPR---如果此值为1则不输出该类单元的所有结果。 例如： et,1,link8 !定义LINK8单元，其参考号为1；也可用ET,1,8定义 et,3,beam4 !定义BEAM4单元，其参考号为3；也可用ET,3,4定义 2. 单元类型的KEYOPT 命令：KEYOPT,ITYPE,KNUM,V ALUE ITYPE---由ET命令定义的单元类型参考号。 KNUM---要定义的KEYOPT顺序号。 V ALUE---KEYOPT值。 该命令可在定义单元类型后，分别设置各类单元的KEYOPT参数。例如： et,1,beam4 !定义BEAM4单元的参考号为1 et,3,beam189 !定义BEAM189单元的参考号为3 keyopt,1,2,1 !BEAM4单元考虑应力刚度时关闭一致切线刚度矩阵 keyopt,3,1,1 !考虑BEAM189的第7个自由度，即翘曲自由度

网格划分实例详细步骤

一个网格划分实例的详解 该题目条件如下图所示： Part 1：本部分将平台考虑成蓝色的虚线 1. 画左边的第一部分，有多种方案。 方法一：最简单的一种就是不用布置任何初始的2dmesh直接用one volume 画，画出来的质量相当不错。 One volume是非常简单而且强大的画法，只要是一个有一个方向可以 mapped的实体都可以用这个方法来画网格，而事实上，很多不能map的单元也都可以用这个命令来画，所以在对三维实体进行网格划分的时候，收件推荐用one volume来试下效果，如果效果不错的话，就没有必要先做二维单元后再来画。 方法二：先在其一个面上生成2D的mesh，在来利用general选项，这样的优点是可以做出很漂亮的网格。

相比之下：方法二所做出来的网格质量要比一要高。 2. 画第二段的网格，同样演示两种方法： 方法一：直接用3D>solid map>one volume 方法二：从该段图形来看，左端面实际上由3个面组成，右端面由一个部分组成，故可以先将左端面的另两个部分的面网格补齐，再用general选项来拉伸，但是，问题是左面砖红色的部分仅为3D单元，而没有可供拉伸的源面网格，故，应该先用face命令生成二维网格后，再来拉伸，其每一步的结果分见下：

在用general选项时，有个问题需要注意：在前面我们说过，source geom和elemes to drag二选一都可以，但是这里就不一样了，因为source geom选面的话，只能选择一个面，而此处是3个面，所以这里只能选elemes to drag而不能选择source geom.

网格划分

有限元网格划分 摘要:总结近十年有限元网格划分技术发展状况。首先,研究和分析有限元网格划分的基本原则；其次,对当前典型网格划分方法进行科学地分类,结合实例,系统地分析各种网格划分方法的机理、特点及其适用范围,如映射法、基于栅格法、节点连元法、拓扑分解法、几何分解法和扫描法等；再次,阐述当前网格划分的研究热点,综述六面体网格和曲面网格划分技术；最后,展望有限元网格划分的发展趋势。 关键词:有限元网格划分；映射法；节点连元法;拓扑分解法；几何分解法；扫描法；六面体网格 1 引言 有限元网格划分是进行有限元数值模拟分析至关重要的一步，它直接影响着后续数值计算分析结果的精确性。网格划分涉及单元的形状及其拓扑类型、单元类型、网格生成器的选择、网格的密度、单元的编号以及几何体素。在有限元数值求解中，单元的等效节点力、刚度矩阵、质量矩阵等均用数值积分生成，连续体单元以及壳、板、梁单元的面内均采用高斯（Gauss）积分，而壳、板、梁单元的厚度方向采用辛普生（Simpson）积分。 2 有限元网格划分的基本原则 有限元方法的基本思想是将结构离散化,即对连续体进行离散化,利用简化几何单元来近似逼近连续体,然后根据变形协调条件综合求解。所以有限元网格的划分一方面要考虑对各物体几何形状的准确描述,另一方面也要考虑变形梯度的准确描述。为正确、合理地建立有限元模型,这里介绍划分网格时应考虑的一些基本原则。 2.1 网格数量

网格数量直接影响计算精度和计算时耗,网格数量增加会提高计算精度,但同时计算时耗也会增加。当网格数量较少时增加网格，计算精度可明显提高,但计算时耗不会有明显增加;当网格数量增加到一定程度后,再继续增加网格时精度提高就很小,而计算时耗却大幅度增加。所以在确定网格数量时应权衡这两个因素综合考虑。 2.2 网格密度 为了适应应力等计算数据的分布特点,在结构不同部位需要采用大小不同的网格。在孔的附近有集中应力,因此网格需要加密;周边应力梯度相对较小,网格划分较稀。由此反映了疏密不同的网格划分原则:在计算数据变化梯度较大的部位,为了较好地反映数据变化规律,需要采用比较密集的网格;而在计算数据变化梯度较小的部位,为减小模型规模,网格则应相对稀疏。 2.3 单元阶次 单元阶次与有限元的计算精度有着密切的关联,单元一般具有线性、二次和三次等形式,其中二次和三次形式的单元称为高阶单元。高阶单元的曲线或曲面边界能够更好地逼近结构的曲线和曲面边界,且高次插值函数可更高精度地逼近复杂场函数,所以增加单元阶次可提高计算精度。但增加单元阶次的同时网格的节点数也会随之增加,在网格数量相同的情况下由高阶单元组成的模型规模相对较大,因此在使用时应权衡考虑计算精度和时耗。 2.4 单元形状 网格单元形状的好坏对计算精度有着很大的影响,单元形状太差的网格甚至会中止计算。单元形状评价一般有以下几个指标: (1)单元的边长比、面积比或体积比以正三角形、正四面体、正六面体为参考基准。 (2)扭曲度:单元面内的扭转和面外的翘曲程度。 (3)节点编号:节点编号对于求解过程中总刚矩阵的带宽和波前因数有较大的影响,从而影响计算时耗和存储容量的大小

ansysworkbench中划分网格的几种方法

转自宋博士的博客 如何在ANSYS WORKBENCH中划分网格经常有朋友问到这个问题。我整理了一下，先给出第一个入门篇，说明最基本的划分思路。以后再对某些专题问题进行细致阐述。 ANSYS WORKBENCH中提供了对于网格划分的几种方法，为了便于说明问题，我们首先创建一个简单的模型，然后分别使用几种网格划分方法对之划分网格，从而考察各种划分方法的特点。 1. 创建一个网格划分系统。 2. 创建一个变截面轴。 先把一个直径为20mm的圆拉伸30mm成为一个圆柱体 再以上述圆柱体的右端面为基础，创建一个直径为26mm的圆，拉伸30mm得到第二个圆柱体。 对小圆柱的端面倒角2mm。

退出DM. 3.进入网格划分程序，并设定网格划分方法。双击mesh进入到网格划分程序。 下面分别考察各种网格划分方法的特点。（1）用扫掠网格划分。 对整个构件使用sweep方式划分网格。

结果失败。 该方法只能针对规则的形体（只有单一的源面和目标面）进行网格划分。（2）使用多域扫掠型网格划分。 结果如下

可见ANSYS把该构件自动分成了多个规则区域，而对每一个区域使用扫略网格划分，得到了很规则的六面体网格。这是最合适的网格划分方法。 （3）使用四面体网格划分方法。 使用四面体网格划分，且使用patch conforming算法。 可见，该方式得到的网格都是四面体网格。且在倒角处网格比较细密。 其内部单元如下图（这里剖开了一个截面） 使用四面体网格划分，但是使用patch independent算法。忽略细节。

?、网格划分结果如下图 此时得到的仍旧是四面体网格，但是倒角处并没有特别处理。（4）使用自动网格划分方法。 得到的结果如下图

复杂网格划分技术

3.4 网格划分实例 复杂面模型的网格划分 1. 孔板 钢结构螺栓连接中的节点板，其板上都设有一定数量的螺栓孔，这些栓孔可能对称布置也可能不对称布置。要得到四边形映射网格必须满足其要求的条件，可对板进行适当的切分或连接。本例采用切分命令将面切成多个小面，有些可满足4 边的条件，包含曲线的面则不满足4 边的条件，可分别采用AMESH 和AMAP 命令（如用LCCAT 需要不断连接、划分、删除连接线等操作）进行映射网格划分。 示例： ! EX3.18 孔板网格划分 finish $ /clear $ /prep7 a0=300 $ b0=800 $ r0=15 ! 定义参数 blc4,,,a0,b0 $ cyl4,a0/4,b0/8,r0 ! 创建矩形面和一个圆面 agen,2,2,,,a0/2 $ agen,2,2,3,1,,b0/8 ! 复制生成其它圆面 agen,2,2,5,1,,b0*5/8 $ asel,s,,,2,9,1 ! 选择圆面 cm,a2cm,area $ allsel ! 将所选择圆面定义为组件a2cm

asba,1,a2cm ! 用矩形面减圆面，形成孔板 wprota,,-90 ! 将孔板竖向切分 *do,i,1,5 $ wpoff,,,b0/16 $ asbw,all $ *enddo wpoff,,,b0*5/16 $ *do,i,1,5 $ wpoff,,,b0/16 $ asbw,all $ *enddo wprota,,,90 ! 将孔板横向切分 *do,i,1,3 $ wpoff,,,a0/4 $ asbw,all $ *enddo wpcsys,-1 $ numcmp,all lsel,s,radius,,r0 $ lesize,all,,,8 ! 选择圆孔边界线，定义网分数为8 lsel,inve $ lesize,all,,,4 $ lsel,all ! 其余线网分数为4 et,1,82 $ mshape,0,2d $ mshkey,1 ! 定义单元类型、单元形状及网分类型 asel,u,loc,y,b0/16,b0*5/16 ! 不选择带圆孔的面 asel,u,loc,y,b0*11/16,b0*15/16 ! 不选择带圆孔的面 lsla,s$lsel,r,tan1,x ! 选择竖向线 lesize,all,50,,,,1 ! 修改这些线的网分尺寸 amesh,all $ allsel ! 划分这些面的网格

ANSYS网格划分总结大全

有限元分析中的网格划分好坏直接关系到模型计算的准确性。本文简述了网格划分应用的基本理论，并以ANSYS限元分析中的网格划分为实例对象，详细讲述了网格划分基本理论及其在工程中的实际应用，具有一定的指导意义。 1 引言 ANSYS有限元网格划分是进行数值模拟分析至关重要的一步，它直接影响着后续数值计算分析结果的精确性。网格划分涉及单元的形状及其拓扑类型、单元类型、网格生成器的选择、网格的密度、单元的编号以及几何体素。从几何表达上讲，梁和杆是相同的，从物理和数值求解上讲则是有区别的。同理，平面应力和平面应变情况设计的单元求解方程也不相同。在有限元数值求解中，单元的等效节点力、刚度矩阵、质量矩阵等均用数值积分生成，连续体单元以及壳、板、梁单元的面内均采用高斯（Gauss）积分，而壳、板、梁单元的厚度方向采用辛普生（Simpson）积分。辛普生积分点的间隔是一定的，沿厚度分成奇数积分点。由于不同单元的刚度矩阵不同，采用数值积分的求解方式不同，因此实际应用中，一定要采用合理的单元来模拟求解。 2 ANSYS网格划分的指导思想 ANSYS网格划分的指导思想是首先进行总体模型规划，包括物理模型的构造、单元类型的选择、网格密度的确定等多方面的内容。在网格划分和初步求解时，做到先简单后复杂，先粗后精，2D单元和3D单元合理搭配使用。为提高求解的效率要充分利用重复与对称等特征，由于工程结构一般具有重复对称或轴对称、镜象对称等特点，采用子结构或对称模型可以提高求解的效率和精度。利用轴对称或子结构时要注意场合，如在进行模态分析、屈曲分析整体求解时，则应采用整体模型，同时选择合理的起点并设置合理的坐标系，可以提高求解的精度和效率，例如，轴对称场合多采用柱坐标系。有限元分析的精度和效率与单元的密度和几何形状有着密切的关系，按照相应的误差准则和网格疏密程度，避免网格的畸形。在网格重划分过程中常采用曲率控制、单元尺寸与数量控制、穿透控制等控制准则。在选用单元时要注意剪力自锁、沙漏和网格扭曲、不可压缩材

网格划分的方法

网格划分的方法 1.矩形网格差分网格的划分方法 划分网格的原则： 1）水域边界的补偿。舍去面积与扩增面积相互抵消。2）边界上的变步长处理。 3）水、岸边界的处理。 4）根据地形条件的自动划分。 5）根据轮廓自动划分。

2.有限元三角网格的划分方法 1）最近点和稳定结构原则。 2）均布结点的网格自动划分。 3）逐渐加密方法。 35 30 25 20 15 10 5 05101520253035

距离(m)距 离 (m) 3. 有限体积网格的划分方法 1） 突变原则。 2） 主要通道边界。 3） 区域逐步加密。

距离(100m) 离距(100m )距离(100m)离距(100m )

4. 边界拟合网格的划分方法 1） 变换函数：在区域内渐变，满足拉普拉斯方程的边值问题。 ),(ηξξξP yy xx =+ ),(ηξηηQ yy xx =+ 2） 导数变化原则。 ?????? ??????=?????? ??????-ηξ1J y x ，???? ??=ηηξξy x y x J 为雅可比矩阵，??? ? ??--=-ηηξξy x y x J J 11， ξηηξy x y x J -= )22(1 222233ηηξηξηηξηξξηηηηηξξηηξξξηξy y x y y y x y y x x y y x y y x y J xx +-+-+-= 同理可得yy ξ，xx η，yy η。 变换方程为 020222=+++-=+++-）（）（ηξηηξηξξηξηηξηξξγβαγβαQy Py J y y y Qx Px J x x x 其中2222,,ξξηξξηηηγβαy x y y x x y x +=+=+=。

网格划分的技巧和策略

在中国CAE论坛上看到这个，挺不错的 壳体单元网格划分时，如果能了解一些网格划分的技巧和策略，将会事半功倍。壳体网格划分可以从3个方面入手：几何模型、划分方法和解决策略。 1 几何模型 可以从以下几个方面了解和处理几何模型问题 （1）了解部件的形状，主要集中在尺寸小的部分。 （2）什么样的特征可以被忽略，例如小的倒角和圆孔。 （3）何种特征对分析是关键的特征，这些特征对确保好的单元质量是需要的。 2 划分方法(自动＋手工） 可以采用如下方法 （1）将部件分割为不同的区域。 （2）每个区域必须有可能只使用一种三维网格模式。 （3）寻找下述特点区域：大量生成区域、对称性区域、产生困难的区域。 （4）寻找大量不同区域和方法。 （5）注意什么样的二维网格模式被要求。 （6）观察周围区域：什么功能可以在那里使用。 （7）二维网格模式是否可以延伸到相邻区域中。 （8）寻找对网格模式不能处理位置进行网格划分的方法：如果这样做了，寻找网格可以触及的曲面；注意周围网格将与此模式相融合。 （9）小特征融入大特征中；大特征划分网格时必须考虑到小特征。 （10）注意网格模式。 3 解决策略 壳体网格划分的主要策略如下 （1）内部特征衔接外部特征： l 不能变成被限制的。 l 网格模式需要一个面流入以便它们可以停止 l 从内到外划分网格可以避免此问题。 （2）小特征融入到大特征中：注意模式、大特征划分网格时必须考虑到小特征。 （3）硬特征应当先处理，否则它们会变得难于处理。 （4）通常情况下首先进行大量的生成，后面的编辑是比较容易的。 某些区域比较重要的网格划分的质量要求高些，如力的作用区域，边界条件所在的区域。一些设计区域和离设计区域比较远的地方可以适当放宽要求，但是最好是一些网格性能指标要满足。

ANSYS结构有限元分析中的网格划分技术及其应用实例

一、前言 有限元网格划分是进行有限元数值模拟分析至关重要的一步，它直接影响着后续数值计算分析结果的精确性。网格划分涉及单元的形状及其拓扑类型、单元类型、网格生成器的选择、网格的密度、单元的编号以及几何体素。从几何表达上讲，梁和杆是相同的，从物理和数值求解上讲则是有区别的。同理，平面应力和平面应变情况设计的单元求解方程也不相同。在有限元数值求解中，单元的等效节点力、刚度矩阵、质量矩阵等均用数值积分生成，连续体单元以及壳、板、梁单元的面内均采用高斯（Gauss）积分，而壳、板、梁单元的厚度方向采用辛普生（Simpson）积分。辛普生积分点的间隔是一定的，沿厚度分成奇数积分点。由于不同单元的刚度矩阵不同，采用数值积分的求解方式不同，因此实际应用中，一定要采用合理的单元来模拟求解。 CAD软件中流行的实体建模包括基于特征的参数化建模和空间自由曲面混合造型两种 方法。Pro/E和SoildWorks是特征参数化造型的代表，而CATIA与Unigraphics等则将特征参数化和空间自由曲面混合造型有机的结合起来。现有CAD软件对表面形态的表示法已经大大超过了CAE软件，因此，在将CAD实体模型导入CAE软件的过程中，必须将CAD 模型中其他表示法的表面形态转换到CAE软件的表示法上，转换精度的高低取决于接口程序的好坏。在转换过程中，程序需要解决好几何图形（曲线与曲面的空间位置）和拓扑关系（各图形数据的逻辑关系）两个关键问题。其中几何图形的传递相对容易实现，而图形间的拓扑关系容易出现传递失败的情况。数据传递面临的一个重大挑战是，将导入CAE程序的CAD模型改造成适合有限元分析的网格模型。在很多情况下，导入CAE程序的模型可能包含许多设计细节，如细小的孔、狭窄的槽，甚至是建模过程中形成的小曲面等。这些细节往往不是基于结构的考虑，保留这些细节，单元数量势必增加，甚至会掩盖问题的主要矛盾，对分析结果造成负面影响。 CAD模型的“完整性”问题是困扰网格剖分的障碍之一。对于同一接口程序，数据传递的品质取决于CAD模型的精度。部分CAD模型对制造检测来说具备足够的精度，但对有限元网格剖分来说却不能满足要求。值得庆幸的是，这种问题通常可通过CAD软件的“完整性检查”来修正。改造模型可取的办法是回到CAD系统中按照分析的要求修改模型。一方面检查模型的完整性，另一方面剔除对分析无用的细节特征。但在很多情况下，这种“回归”很难实现，模型的改造只有依靠CAE软件自身。CAE中最直接的办法是依靠软件具有的“重构”功能，即剔除细部特征、缝补面和将小面“融入”大曲面等。有些专用接口在模型传递过程中甚至允许自动完成这种工作，并且通过网格剖分器检验模型的“完整性”，如发现“完整性”不能满足要求，接口程序可自动进行“完整性”修复。当几何模型距CAE分析的要求相差太大时，还可利用CAE程序的造型功能修正几何模型。“布尔运算”是切除细节和修理非完整特征的有效工具之一。 目前数据传递一般可通过专用数据接口，CAE程序可与CAD程序“交流”后生成与CAE 程序兼容的数据格式。另一种方式是通过标准图形格式如IGES、SAT和ParaSolid传递。现有的CAD平台与通用有限元平台一般通过IGES、STL、Step、Parasolid等格式来数据

网格划分方法

网格划分的几种基本处理方法 学习2010-01-10 17:13:52 阅读48 评论0 字号：大中小 贴体坐标法： 贴体坐标是利用曲线坐标，并使其坐标线与燃烧室外形或复杂计算区域边界重合，这样所有边界点能够用网格点来表示，不需要任何插值。一旦贴体坐标生成通过变换，偏微分方程求解可以不在任意形状的物理平面上，而在矩形或矩形的组合（空间问题求解域为长方体或它们的组合）转换平面上进行。这样计算与燃烧室外形无关，也与在物理平面上网格间隔无关。 而是把边界条件复杂的问题转换成一个边界条件简单的问题；这样不仅可避免因燃烧室外形与坐标网格线不一致带来计算误差，而且还可节省计算时间和内存，使流场计算较准确，同时方便求解，较好地解决了复杂形状流动区域的计算，在工程上比较广泛应 用。 区域法： 虽然贴体坐标系可以使坐标线与燃烧室外形相重合，从而解决复杂流动区域计算问题。但有时实际流场是一个复杂的多通道区域，很难用一种网格来模拟，生成单域贴体网格，即使生成了也不能保证网格质量，影响流场数值求解的效果。因此，目前常采用区域法或分区网格，其基本思想是，根据外形特点把复杂的物理域或复杂拓扑结构的网格，分成若干个区域，分别对每个子区域生成拓扑结构简单的网格。由这些子区域组合而成的网格，或结构块网格。对区域进行分区时，若相邻两个子域分离边界是协调对接，称为对接网格；若相邻两子域有相互重叠部分，则此分区网格称为重叠网格。根据实际数值模拟计算的需要，把整个区域（燃烧室）分成几个不同的子区域，并分别生成网格。这样不仅可提高计算精度，而且还可节省计算机内存，提高收敛精度。但是计算时，必须考虑各区域连接边界处耦合以及变量信息及时、准确地传递问题。处理各个区域连接有多种方法，其中一个办法是在求解各变量时各区域可以单独求解若干次而对压力校正方程．设压力校正值在最初迭代时为零，为了保证流量连续各个区域应同时求解，然后对各个速度和压力进行校正。或者采用在两个区域交界处有一个重叠区，两个区域都对重叠区进行计算，重叠区一边区域内的值，要供重叠区另一边区域求解时用。或通过在重叠内建立两个区域坐标对应关系，实现数据在重叠区内及时传递。如果两个区采用网格疏密分布不相同，要求重叠区二边流量相等。区域法能合理解决网格生成问题，已被大量用来计算复杂形状区域流动。 区域分解法： 对于复杂几何形状的实际燃烧装置，为了保证数值求解流场质量，目前常采用区域分解法。该法基本要点是：根据燃烧室形状特点和流场计算需要，把计算区域分成一个主区域和若干个子区域，对各个区域（块）分别建立网格，并对各个区域分别进行数值求解。区域分解原则是尽量使每个子区域边界简便以便于网格建立，各个子区域大小也尽可能相同，使计算负载平衡有利于平行计算。各区域的网格间距数学模型以及计算方法都可以不同，通常在变量变化梯度大的区域，可以布置较细网格，并采用高阶紊流模型和描述复杂反应的紊流燃烧模型，以便更合理模拟实际流场。对于变量变化不太大区域，可采用较疏的网格和较简单的数学模型，这样可节省计算时间。各子区域的解在相邻子区域边界处通过耦合条件来实现光滑，相邻子区域连接重叠网格或对接网格来实现，在各子区域交界处通过插值法提供各子域求解变量的信息传递，满足各子域流场计算要求通量和动量守恒条件以便实现在交界面处各子域流场解的匹配和 耦合，从而取得全流场解。 非结构网格法： 上述各方法所生成的网格均属于结构化网格，其共同特点是网格中各节点排列有序，每个节点与邻点之间关系是固定的，在计算区域内网格线和平面保持连续。特别是其中分区结构网格生成方法已积累了较多经验，计算技术也较成熟，目前被广泛用来构造复杂外形区域内网格。但是，若复杂外形稍有改变，则将需要重新划分区域和构造网格，耗费较多人力和时间。为此，近年来又发展了另一类网格——非结构网格。此类网格的基本特点是：任何空间区域都被以四面体为单元的网格所划分，网格节点不受结构性质限制，能较好地处理边界，每个节点的邻点个数也可不固定，因此易于控制网格单元的大小、形状及网格的位置。与结构网格相比，此类网格具有更大灵活性和对复杂外形适应性。在20世纪80年代末和90年代初，非结构网格得到了迅速发展。生成非结构网格方法主要有三角化方法和推进阵面法两种。虽然非结构网格容易适合复杂外形，但与结构网格相比还存在一些缺点：（1）需要较大内存记忆单元节点之

有限元网格划分和收敛性

一、基本有限元网格概念 1.单元概述 几何体划分网格之前需要确定单元类型。 单元类型的选择应该根据分析类型、 形状特征、 计算数据特点、精度要求和计算的硬件条件等因素综合考虑。 为适应特殊的分析对象和边界 条件，一些问题需要采用多种单元进行组合建模。 2?单元分类 选择单元首先需要明确单元的类型，在结构中主要有以下一些单元类型： 平面应力单元、 平面应变单元、轴对称实体单元、空间实体单元、板 单元、壳单元、轴对称壳单元、杆单 元、梁单元、弹簧单元、间隙单元、质量单元、摩擦单元、刚体单元和约束单元等。根据不 同的分类方法，上述单元可以分成以 下不同的形式。 3. 按照维度进行单元分类 根据单元的维数特征，单元可以分为一维单元、二维单元和三维单元。 一维单元的网格为一条直线或者曲线。 直线表示由两个节点确定的线性单元。 曲线代表 由两个以上的节点确定的高次单元， 或者由具有确定形状的线性单元。 杆单元、梁单元和轴 对称壳单元属于一维单元，如图 1?图 3所示。 二维单元的网格是一个平面或者曲面，它没有厚度方向的尺寸。这类单元包括平面单元、 轴对称实体单元、板单元、壳单元和复合材料壳单元等，如图 4所示。二 维单元的形状通 常具有三角形和四边形两种， 在使用自动网格剖分时， 这类单元要求的几何形状是表面模型 图1捋果詰柯与一维杆单无犠型（直豉） &2桁舉第构石一隼杆早死撲型（曲线） B3毀姑构与一纯梁单元除世（直疑和呦疚〕

或者实体模型的边界面。采用薄壳单元通常具有相当好的计算效率。

洞丨伍金哉钩和潯壳社电 三维单元的网格具有空间三个方向的尺寸，其形状具有四面体、五面体和六面体，这类单元 包括空间实体单元和厚壳单元，如图5所示。在自动网格划分时，它要求的是几何模型是实 体模型（厚壳单元是曲面也可以）。 图5三址乙勺久和父侬草无 4. 按照插值函数进行单元分类 根据单元插值函数多项式的最高阶数多少，单元可以分为线性单元、二次单元、三次 单元和更高次的单元。 线性单元具有线性形式的插值函数，其网格通常只具有角节点而无边节点，网格边界为直线或者平面。这类单元的优点是节点数量少，在精度要求不高或者结果数据梯度不太大 的情况下，采用线性单元可以得到较小的模型规模。但是由于单元位移函数是线性的，单元 着应力突变，如图6所示。 S6錢41吕节点点单无fu节庖实体羊元

ansys_网格网格划分教程

血管模型网格划分 网格划分即将所用的模型划分为有限体积或单元，这里我们使用Ansys自身的网格划分器对提取出来的血管模型（STL格式的三维模型）进行网格划分。具体步骤为： 一、软件启动 单击开始---所有程序--Ansys14.0---Meshing---ICEM CFD 14.0。 二、模型导入 1、单击主菜单栏中的File---Import Geometry---STL，如下图： 主菜单烂

2、在下拉菜单对话框中选取血管模型并确定后，血管模型导入完成，如下图； 三、图形参数设置（封闭模型） 1、单击Geometry 工具栏中的Repair Geometry 图标，后单击Build Diagnostic 按钮单击Apply 按钮运行，如下图： 单击此处可调整显示边框与实体 Geometry 工具栏 Repair Geometry 按钮 单击此按钮后单击Apply 按钮 运行后端口显示封闭黄线

2、运行完成后，单击左侧工具栏中的Close Holes图标，然后单击鼠标图形按钮，而后单击模型端口处黄线并单击Apply运行，从而使模型端口封闭，模型有几个端口则反复操作几次，如下图： Close Holes按 钮运行结束 后端口封 闭 四、网格化分参数设置 1、单击Mesh工具栏的Compute Mesh按钮，选取Volume mesh按钮，后单击Compute按钮，而后单击YES按钮，进行初步的电脑网格划分； Mesh工具栏，Compute Mesh 按钮 单击此按钮，而后在下面的Mesh方法中选择，一般选择默 认的方法

运行结束后显示 网格 2、完成上步操作后，单击Mesh工具栏中的Globe mesh setup按钮，一般不更改默认设置，单击Apply按钮运行完成； 3、再次重复单击Compute Mesh按钮，后单击Apply按钮，而后单击YES按钮，进行初步的电脑网格划分，注：（1）可用多种方式进行划分而后单击融合操作，直至满意；（2）若模型有其他漏洞，程序会提示是否修复，一般选择不修复； 五、设置模型边界---共包括：出口端、入口端及墙壁 1、右键单击屏幕左侧控制树中的Part，在下拉菜单中选取Part create，而后在下面的窗口栏中Part部分对端口命名（如：input），然后在Creat Part by Selection部分单击鼠标箭头图形，再在浏览界面中左键单击所需设定的端口（如：输入端），注：只单击一次后进行下步操作，是否选中可能显示不明显，单击Apply运行完成此步操作； 2、依次完成输入端、输出端以及墙的设定。如下图：

网格划分技术

·网格划分包含以下3个步骤: –定义单元属性 –指定网格的控制参数 –生成网格 A. 多种单元属性 ·如前所述, 每个单元有以下与之相关的属性: –单元类型(TYPE) –实常数(REAL) –材料特性(MAT) ·许多FEA模型有多种属性. 例如，下图所示的筒仓有两种单元类型, 三种实常数, 以及两种材料. ·只要您的模型中有多种单元类型(TYPEs), 实常数(REALs) 和材料(MATs), 就必须确保给每一种单元指定了合适的属性. 有以下3种途径: –在网格划分前为实体模型指定属性 –在网格划分前对MAT, TYPE,和REAL进行“总体的”设置 –在网格划分后修改单元属性 ·如果没有为单元指定属性, ANSYS将MAT=1, TYPE=1, 和REAL=1作为模型中所有单元的缺省设置. 注意, 采用当前激活的TYPE, REAL, 和MAT 进行网格操作. 为实体模型指定属性 1.定义所有需要的单元类型,材料, 和实常数. 2.然后使用网格工具的“单元属性”菜单条(Preprocessor > MeshTool): –选择实体类型后按SET键. –拾取您想要指定属性的实体. –在后续的对话框设置适当的属性.或选择需要的实体,使用VATT, AATT, LATT, 或KATT命令. 3.当您为实体划分网格时, 它的属性将自动转换到单元上.

使用总体的属性设置 1.定义所有需要的单元类型,材料, 和实常数. 2.然后使用网格工具的“单元属性”菜单条(Preprocessor > MeshTool): –选择Global后按SET 键. –在“网格划分属性”对话框中激活需要的属性组合. 这些被视为激活的TYPE, REAL,和MAT 设置. 或使用TYPE, REAL, 和MAT命令.

ANSYS 网格划分详细介绍

ANSYS 网格划分详细介绍 2008-09-27 18:01 众所周知，对于有限元分析来说，网格划分是其中最关键的一个步骤，网格划分的好坏直接影响到解算的精度和速度。在ANSYS中，大家知道，网格划分有三个步骤：定义单元属性（包括实常数）、在几何模型上定义网格属性、划分网格。在这里，我们仅对网格划分这个步骤所涉及到的一些问题，尤其是与复杂模型相关的一些问题作简要阐述。 一、自由网格划分 自由网格划分是自动化程度最高的网格划分技术之一，它在面上（平面、曲面）可以自动生成三角形或四边形网格，在体上自动生成四面体网格。通常情况下，可利用ANSYS的智能尺寸控制技术（SMARTSIZE命令）来自动控制网格的大小和疏密分布，也可进行人工设置网格的大小（AESIZE、LESIZE、KESIZE、ESIZE等系列命令）并控制疏密分布以及选择分网算法等（MOPT命令）。对于复杂几何模型而言，这种分网方法省时省力，但缺点是单元数量通常会很大，计算效率降低。同时，由于这种方法对于三维复杂模型只能生成四面体单元，为了获得较好的计算精度，建议采用二次四面体单元（92号单元）。如果选用的是六面体单元，则此方法自动将六面体单元退化为阶次一致的四面体单元，因此，最好不要选用线性的六面体单元（没有中间节点，比如45号单元），因为该单元退化后为线性的四面体单元，具有过刚的刚度，计算精度较差；如果选用二次的六面体单元（比如95号单元），由于其是退化形式，节点数与其六面体原型单元一致，只是有多个节点在同一位置而已，因此，可以利用TCHG命令将模型中的退化形式的四面体单元变化为非退化的四面体单元，减少每个单元的节点数量，提高求解效率。在有些情况下，必须要用六面体单元的退化形式来进行自由网格划分，比如，在进行混合网格划分（后面详述）时，只有用六面体单元才能形成金字塔过渡单元。对于计算流体力学和考虑集肤效应的电磁场分析而言，自由网格划分中的层网格功能（由LESIZE命令的LAYER1和LAYER2域控制）是非常有用的。 二、映射网格划分 映射网格划分是对规整模型的一种规整网格划分方法，其原始概念是：对于面，只能是四边形面，网格划分数需在对边上保持一致，形成的单元全部为四边形；对于体，只能是六面体，对应线和面的网格划分数保持一致；形成的单元全部为六面体。在ANSYS中，这些条件有了很大的放宽，包括： 1 面可以是三角形、四边形、或其它任意多边形。对于四边以上的多边形，必须用LCCAT命令将某些边联成一条边，以使得对于网格划分而言，仍然是三角形或四边形；或者用AMAP命令定义3到4个顶点（程序自动将两个顶点之间的所有线段联成一条）来进行映射划分。 2 面上对边的网格划分数可以不同，但有一些限制条件。 3 面上可以形成全三角形的映射网格。 4 体可以是四面体、五面体、六面体或其它任意多面体。对于六面以上的多面体，必须用ACCAT命令将某些面联成一个面，以使得对于网格划分而言，仍然是四、五或六面体。 5 体上对应线和面的网格划分数可以不同，但有一些限制条件。