第4章 网格划分

4.3.4 六面体主体法

六面体主体法主要用于控制几何体表面生成六面体网格，几何内部如果无法划分六面体网格，则采用四面体或者锥形网格代替，相比扫掠法，该方法可以用于略微复杂的无法进行扫掠划分的几何模型。

如果几何内部充满四面体及椎体等网格，不能生成高质量的网格，则在模型无法直接扫掠的情况下才使用该方法。该方法划分得到的网格模型如图4-12所示。

图4-12 六面体主体法划分结果示意图

4.3.5 多区域法

多区域法网格划分技术是软件自动将几何体进行切块，将几何体自动归类为映射区域和自由区域，其中映射区域存在可映射的拓扑形状，能够直接进行扫掠划分；自由区域则无法进行扫掠划分，用四面体或者其他椎体网格填充。这部分功能和Hypermesh网格划分中类似，即当切分完几何体之后，其中可映射区域变为蓝色透明状，可直接生成六面体网格，而其他深色区域为自由区域。

图4-13 多区域法划分设置

多区域法对映射区域和自由区域分别存在多种网格设置，如图

4-13所示。其中映射区域划分网格类型（Mapped Mesh Type）包括六面体（Hexa）、棱柱（Prism）以及两者混合（Hexa/Prism），自由区域划分网格类型包括四面体（Tetra）、四面体及椎体混合（Tetra/Pyramid）、六面体主体（Hexa Dominant）等。

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ANSYS Workbench 19.0基础入门与工程实践 （附教学视频）

通过对不同区域设置不同的网格类型，可以获得高质量的网格，这也是当几何体无法进行扫掠划分时推荐使用的方法，如果自动划分法是“傻瓜式”操作，多区域法则属于“单反级别”技术。图4-14给出了在多区域法划分六面体网格的结果，可以看到网格整体质量较高。

图4-14 多区域法网格划分结果示意图

4.3.6 笛卡儿法

笛卡儿法（Cartesian）用于生成六面体及棱柱网格，主要针对CFD而开发设计，该方法将对几何边界进行自动修改，但无法与其他方法同时使用，划分结果如图4-15所示。

图4-15 笛卡儿法网格划分结果示意图

4.4 网格控制技术

在网格划分步骤中，除了网格划分技术的选择之外，对网格划分过程中的参数控制也是非常重要的内容，

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第4章 网格划分

网格划分的控制包括网格尺寸的控制、网格质量的检查等内容，本节将对网格控制的各类方法进行详细介绍。

4.4.1 全局网格控制

对网格的控制包括全局网格控制和局部网格控制两种。对全局网格的控制主要是针对整体模型进行网格尺度、平滑性等参数的设置，该设置将应用到几何体的所有边、面和体当中。全局网格控制主要涉及Relevance、Size Function和Relevance Center等项目的设置，如图4-16所示。

图4-16 全局网格尺度设置

Relevance滑动范围在-100～+100，数值越大表明网格越精细；Relevance Centre通过选择Coarse（粗糙）、Medium（中等）或者Fine（良好）设置网格尺度情况；Size Function涉及5个选项，如图4-17所示，分别如下。

（1）Adaptive（自适应）：软件自动对线、面曲率较大位置处的网格进行处理，只有选择自适应方式，才能联合Relevance Centre设置网格质量等级。

（2）Proximity and Curvature（相邻边和曲率）：通过曲率和相邻边确定和细化曲率较大位置的网格，可以设置最大面网格尺寸（Max Face Size）、最小网格尺寸（Min Size）、最大四面体网格（Max Tet Size）、相邻边最小尺寸（Proximity Min Size）以及网格增长速率（Growth Rate）等参数。

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（3）Curvature（曲率）：通过曲率对存在较大曲率特征位置处网格进行设置。 （4）Proximity（相邻边）：用于控制模型中存在细缝、薄尺寸位置处的网格划分。

（5）Uniform（统一）：采用统一网格尺度进行划分，对于存在较大曲率位置处的网格不做特殊处理。

图4-17 Size Function设置

4.4.2 局部网格控制

局部网格控制主要用于细化仿真中比较关注的部位，同时对于存在大曲率、多连接相贯等位置处的网格进行细化处理，保证获得质量较高的网格单元。

选择Mesh，单击鼠标右键，选择Insert?Sizing（其他项如Contact Sizing| Refinement| Face Meshing| Match Control| Pinch| Inflation），生成各个参数控制界面来进行操作。

1．Sizing（尺寸控制）

通过插入Sizing控制局部网格尺寸的方式有两种，分别如下。

（1）Element size（单元大小）：直接选择希望细化的边、面、实体，然后在该项中设置单元大小，生成较为均匀一致的网格。

（2）Sphere of Influence（球体影响范围）：通过建立虚拟球体，对几何体中包含在所见球体域内的部分进行局部细化，如图4-18所示，建立局部球体，将单元网格设置为2mm划分，可以看到包含在红色球体域内的几何实体被细化。

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