ANSA中网格尺寸控制专家指南:线面尺寸指定与CFD网格优化
在复杂几何形态模拟和分析中,网格质量是确保数值求解结果准确性和效率的关键因素。于ANSA中,网格尺寸控制主要分为两种方式:线面尺寸指定以及使用Size Box。以下分步详解这两种控制方式,并重点阐述线面尺寸控制的实现、配置以及有效性。
线面尺寸指定
初始化设置与面板导航:
在执行网格生成前,确保几何清理工作完成。通过ANSA的Mesh面板中的Perimeters > Length按钮操作,进入网格尺寸指定对话框。这个对话框内有两个主要选项:Perimeters以及Macros,分别对应几何边与几何面的尺寸设定。
均匀尺寸指定配置:
长度(Length)确定:选择Perimeters选项后,用户能在图形窗口中选择一条或多条几何边线,并设置网格尺寸参数,这里的第一个关键参数「Length」直接指定了网格尺寸。此数值越精准,网格网格稠密程度越高。
曲率畸变距离(Distortion distance):定义了任意两个节点连线与CAD曲线间的最大法向距离,标识着两点之间网格尺寸的允许偏差。默认值通常设定为网格单元尺寸的15%,通常建议保持此默认值,以避免极端调整带来的计算效率降低及优化。用户可灵活设置此参数,允许的百分比或小数值须介于0.01或1%与理论上设置的上限之间。
曲率畸变角度(Distortion angle):规定了任意两个连续节点切线之间允许的最大角度。此参数越大,形成的角度越尖锐。这一参数对于细节敏感的模拟意义重大,通常情况保持默认设置即可,且需遵守大于10度的最低限制,以避免不必要的高密度节点生成,从而维持良好的网格质量。
通过数量控制网格尺寸
在ANSA中,除了基于长度的尺寸指定外,用户还可以选择基于数量进行网格尺寸控制。这个选项的控制机制与基于长度的配置高度一致,为用户提供更多元化的网格尺寸调整方式,简化网格生成过程中的参数调整工作。
CFD网格尺寸控制的专向优化
对CFD仿真而言,网格尺寸的控制需遵守更为严格的需求。在ANSA中,可通过点击“Perimeters > Specing > Auto CFD”按钮,快速进入CFD网格特殊控制选项。这允许用户直接对几何边或面进行CFD网格定向优化调整:
网格增长率(Growth rate):决定网格在不同区域(尤其是高曲率或流体动力学敏感区域)的密度变化。对于流体网格类问题,通常建议将增长率设置在1.1~1.3之间,从而确保细分区域有足够的网格密度,避免失真,并保持计算的有效性与快速收敛。默认值为1.2足以满足多数情况需求。
最大网格尺寸(Maximum length):设定网格最大尺寸,这有助于在扩大区域保持较大的网格间距离,以提高整体计算效率。
最小网格尺寸(Minimum length):定义了网格中允许的最小尺寸,平衡了精度与计算效率之间的折衷。
畸变角度(Distortion angle):与线面尺寸指定中的参数相似,用于控制高曲率区域网格的细节程度,进一步优化CFD模拟中的网格质量。