Ansys Workbench全局网格控制详解与高质量网格划分实践

在使用ANSYS Workbench进行有限元分析时，正确设置网格参数对于确保计算结果的准确性和可靠性至关重要。下面我们将对全局网格控制的七个主要组别进行详细探讨，从中学习如何进行高质量的网格划分，特别是在面对复杂零部件时。

全局网格控制概述

全局网格控制界面包含了七个关键组别：Display、Defaults、Sizing、Quality、Inflation、Advanced、Statistics。每个组别内部包含一系列选项，旨在帮助工程师根据具体需求自定义网格划分过程。




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Display（显示）组

网格质量显示：该组主要用于直观展示网格质量，为下文的质量控制组提供更多具体的数据参考。

1 Defaults（缺省设置）组

Physics Preference物理场选择：这一组为网格分划的目标物理环境设置了基础选项，如结构分析（Mechanical）、电磁分析（Electromagnetics）、流体分析（CFD）等。

Relevance关联度：定义了网格的粗疏程度与节点控制策略。数字越小，网格越粗，反之则反之。

Element Midside Nodes网格中节点：通过设置是否移除中节点来影响网格形态，分别支持“去除”与“保留”。默认设置可由程序控制。

2 Sizing（尺寸控制）组

Size Function尺寸函数：自适应网格控制时的首选，此为“适应性”选项使网格遵循结构的关键特征进行细化。

Curvature曲率控制：在曲线区域自动加密网格，控制转角与小孔的网格密度。需手动调整曲率法向角(Curvature Normal Angle)以优化曲线区域的网格质量。

Proximity近距控制：细化狭窄与薄壁区域的网格数量，可改进复杂结构的网格质量。

P&C近距与曲率控制：综合考虑了近距效应与曲面特征，提供更精确的网格控制。

Uniform固定尺寸：直接控制网格的最大与最小尺寸，不依赖于曲率或狭窄度的变化。

3 Quality（质量控制）组

Mesh Quality检查：提供了错误检测和质量阈值的设定选项，帮助识别需要优化的网格区域。

Error Limits错误限制：设置在检查中报出问题的阈值级别，可以是严格模式或积极模式。

Target Quality质量目标：定义了网格优化的目标质量，标准设置为0.05，允许调整以满足特定需求。

Smoothing平滑处理：通过移动节点位置改进网格质量，尤其适用于需要均匀网格尺寸的分析。

Mesh Metric网格评估：完成网格划分后的检查工具，根据多种质量指标评估网格性能。

4 Inflation（膨胀控制）组


使用自动膨胀：自动创建边界层网格，以满足分析边界层需求。

Inflation Option膨胀选项：提供了平滑过渡、总厚度、第一层厚度、第一层纵横比和最后的膨胀参数等选项，以控制边界层的细节。

5 Advanced（高级控制）组


CPU数目设定：允许用户调整并行计算时所使用处理器的数量。


直边单元选择：在默认情况下不启用此功能时，网格中的曲线边将被保持不变。


重试次数：网格划分失败时尝试重分划的最大次数。


拓扑结构检查：在场景允许的情况下，可选择进行更加细致的几何结构检查。


6 Statistics（网格信息）组


节点与元素数量统计：提供最终网格结构的基本统计，方便评估网格规模与复杂性。


实践建议

缺省设置：基础设置推荐按各物理场的默认选项配置，如结构分析优先级Mead Tied模式，流体分析时考虑选择合适的网格类型与质量方针。

尺寸控制：针对复杂几何形态选择适应性或用户定义的尺寸控制策略，必要时进行迭代调整以适应特定需求。

质量标准：根据分析目标与计算难度设置合理的质量目标，同时利用平滑处理技术提高网格质量均匀性。

调整与优化：在初步设置后，从统计结果出发进行评估调整，重点关注关键区域的网格质量、速度和稳定性。

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