ANSYS Workbench中的网格划分

简介：
本文将介绍在工程仿真软件ANSYS Workbench中进行网格划分的基本概念、方法和技巧，帮助读者掌握高质量网格模型的创建。 ### ANSYS Workbench 网格划分详解 #### 一、概述 ANSYS Workbench 是一款集成化的工程仿真平台，在结构力学、热力学及流体力学等领域得到广泛应用。网格划分作为有限元分析的关键步骤之一，对整个仿真过程具有决定性影响。本段落将详细介绍在 ANSYS Workbench 中进行网格划分的方法及其实际应用。 #### 二、三维几何体网格划分 对于复杂的三维模型 (3D)，ANSYS Workbench 提供了多种高效的网格生成方法： 1. **自动划分法**：适用于大多数情况，能够根据模型的复杂程度自动生成适合的网格。用户只需设定一些基本参数如全局尺寸等即可完成操作。这种方法简单快捷但可能无法满足特定精度要求。 2. **四面体划分法** - **Patch Conforming**：一种内置方法，能依据模型表面特性生成适应性较强的网格。特别适用于处理复杂形状的表面以确保计算效率的同时保证质量。 - **Patch Independent**：基于ICEM CFD Tetra Algorithm软件包的方法，尤其适合于修复CAD模型中的缺陷如碎面或短边等，并支持边界层细化。 3. **六面体主导法**：主要用于生成以六面体为主的网格结构。适用于内部规则的几何形状，在计算效率和精度上通常优于四面体网格。 4. **扫掠划分法**：适合于沿某一特定方向具有明显特征的模型，通过定义源面与目标面对该方向进行高质量网格生成，能够很好地处理侧面细节以获得更精确的结果。 5. **多区划分法**：允许用户在不同区域使用不同的网格密度。适用于需要精细化控制的情况，可以手动设定多个源面和目标面来实现特定需求的网格分布。 #### 三、二维几何体网格划分 针对二维模型 (2D)，ANSYS Workbench 提供了以下几种方法： 1. **四边形单元主导**：适合于表面相对平坦或规则的情况，生成以四边形为主的高质量网格。 2. **三角形单元**：适用于复杂形状的表面情况。能够更好地适应各种变化和细节。 3. **均匀四面体三角形单元**：可以产生分布均匀的四面体或三角形单元网格，在需要整个模型一致性的情况下特别有用。 4. **均匀四边形单元**：专门用于生成规则且分布一致的二维几何形状。 #### 四、网格参数设置 在 ANSYS Workbench 中，用户可以通过调整以下关键参数来控制和优化网格质量： - 物理优先项 - 关联中心缺省值 - 平滑度 - 过渡 - 跨越角 这些选项使得用户能够根据具体需求定制化地进行网格划分。 #### 五、多区网格划分 对于需要在不同区域使用差异化密度的复杂模型，可以采用多区网格划分技术。这种方法允许选择多个源面和目标面对特定部分实现精细化控制，并组合不同的单元类型以达到最佳效果。 #### 六、案例分析：网格质量检查与优化 通过一个具体实例来展示如何利用 ANSYS Workbench 进行有效的网格划分： 1. 设置合适的单位系统。 2. 导入需要进行网格划分的几何模型。 3. 根据需求调整相关参数，例如物理优先项和关联中心缺省值等。 4. 完成后检查网格质量如偏斜度及统计信息。 通过上述步骤可以确保生成既满足精度要求又具有高效计算性能的高质量网格。 ANSYS Workbench 提供了强大且灵活多样的网格划分功能，能够应对各种复杂的工程问题需求。通过对不同方法的理解与应用，用户可以显著提升有限元分析的效果和效率。