四面体和六面体网格

  • 四面体网格划分方法简单,边界适应性强,适合各种复杂几何模型;
  • 六面体网格划分需要各种切分,要求更多的时间、更多的经验、努力和耐心;
  • 六面体网格得到的单元数是四面体划分得到的单元数的1/2到1/50,六面体网格减少了求解时间从而更容易在工作站上处理模型;
  • 考虑到节点数量和网格流向,碰撞和非线性分析中倾向于使用六面体网格
  • 10节点四面体和8节点六面体在精度上己经没有显著差别
    项目紧张,工期短时可选择二级四面体网格

四面体划分的两种方法

1. 体四面体网格划分:

3D > tetra mesh > volume tetra


image.png
  • 优点:提供了生成四面体网格的快速方法,很快很简单。
  • 缺点:生成的单元和节点数量很多,网格质量很难控制。无法进行网格流向和网格模式控制(螺栓、点焊、接触面模拟)。
  • 特殊选项:
    • Use Proximity – 在小特征处创建小单元以实现小单元到大单元的光滑过渡
    • Use Curvature – 基于用户特定的设置在曲面处生成更多的单元


      特殊选项效果

2. 标准四面体网格划分

3D > Tetra mesh > Tetra mesh:


Tetra mesh

对壳单元的需求: :

  • 封闭,单一,连续的体; 不允许有自由边 ;不允许有T连接边; 网格中不允许有重复的单元;单元不能重叠或交叉;
  • 避免很小的三角形角度;避免相邻单元尺寸有大的差异;
  • 壁厚的两侧避免尺寸有大的差异;
  • 壳单元划分中的四边形单元: 可分割成2个三角形单元并创建相应的四面体单元;可保持四边形单元并创建金字塔单元。


    simple & smooth

3. 四面体网格质量检查

最重要的是坍塌比这个参数!!!

  • tet collapse
    四面体坍塌比:理想值为1,可接受值>0.1。
    坍塌比等于节点到对面的距离乘以1.24再除以对面面积,tet collapse = h * 1.24 / A
    tet collapse
  • vol skew:
    体积偏斜度理想值为0,可接受值<0.7。
    体积偏斜度

六面体网格

  • 开始工作前做好计划:开始划分网格前应该花足够的时间把几何研究清楚。几何研究清楚后应该可以呈现 出下一步如何划网格的思路。是否有对称、局部对称或重复特征,如果存在这些可以节省划分网格的时间。
  • 2D 四边形网格应该使用规则网格(使用ruled或者mapped),避免使用auto mesh自动生成的网格:应该使网格保持良好的流线,尽量减少三角形数量、钻石形状或漩涡状的四边形。在曲面上使用自动网格划分有时会出现极不规则或随机布置的网格,这些网格在后续步骤可能会导致不可预知的问题。
  • 不要急于将壳单元转变为六面体网格:不要急于将壳单元转变为六面体网格。建议先检查当前的四边形网格模式是否有问题。
  • 从最复杂的特征开始划分,而不是先划最简单的或者从零件的一个角落开始划分。
  • 使用线性实体:linear solid和morphing是六面体网格划分中应该使用的非常强大的工具
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