分享一個Simulation常用收斂小技巧(網(wǎng)格篇)

理性的人很感性

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Simulation常用收斂小技巧(網(wǎng)格篇)

網(wǎng)格控制在CAE分析重占有舉足輕重的地位，不論是最基礎的靜態(tài)分析，或是至運算較為復雜的非線性分析，網(wǎng)格控制是否合理絕對與項目的收斂程度息息相關的。

首先當我們在產(chǎn)生網(wǎng)格時,，會先看到(圖1)的控制bar，這控制bar是我們調整網(wǎng)格的方式之一,，是以較直觀的方式來控制網(wǎng)格,，將網(wǎng)格以粗細之分，告知使用者當托bar越靠近粗的位置,，網(wǎng)格越粗糙,，靠近細的時候，網(wǎng)格越精細，重設的功能則是讓Simulation自行為用戶判定該模型最適當?shù)拇笮�,。這項功能一般使用在模型較為簡易,，無太多幾何特征需要做網(wǎng)格控制時所使用。

(圖1)

(圖2)

關于標準網(wǎng)格與基于曲率網(wǎng)格,，基于曲率網(wǎng)格會針對圓角或是細碎面特征加以細化,，因此當遇到模型有許多細碎特稱時,，很容易造成網(wǎng)格數(shù)量的暴增(圖3),，而這種情形并不是我們所樂見的。由圖中可以發(fā)現(xiàn)利用標準網(wǎng)格與基于曲率網(wǎng)格明顯的差異,，于模型中間圓孔處邊緣的導圓角,，基于曲率網(wǎng)格會加以細化，以至于總元素與總節(jié)點超過標準網(wǎng)格的2倍,。

(圖3)

因此對于標準網(wǎng)格與基于曲率網(wǎng)格的使用時機選擇,，當分析的模型較為簡單，或是可以使用2D簡化的方式模擬時,，可考慮使用基于曲率網(wǎng)格,，節(jié)省時間又能達到一定的準確度。而對于一般組合件模型,，則考慮使用標準網(wǎng)格去做控制,，避免不必要的網(wǎng)格數(shù)過多，造成長時間的運算及出錯率,。

不論標準網(wǎng)格或是基于曲率網(wǎng)格,，都可以使用參數(shù)的方式去做控制，通常我們會利用Simulation判定的網(wǎng)格尺寸上下調整至整數(shù),，再配合公差的來執(zhí)行網(wǎng)格的切劃,。而調整的尺寸多少才達到精度的標準呢？一般而言,，我們會觀注于應力或是變形量較大的位置,，至少要有3層以上的網(wǎng)格，以(圖4)來說明,，假設該模型的周邊是我們所關注的,，那么B模型有3層以上的網(wǎng)格，此精度對于分析來說是足夠的,。

(圖4)

一般公差的范圍在網(wǎng)格大小的1/100至1/20,，這邊的公差是指網(wǎng)格與網(wǎng)格之間在產(chǎn)生過程中的公差精度，而預設的公差為1/20,，所以當我們第一次產(chǎn)生網(wǎng)格時如果無法順利生成,，可以微調公差，將公差值調小，對于模型產(chǎn)生網(wǎng)格是非常有幫助的,。

自動轉變只能夠使用于標準網(wǎng)格,。當核取時，程序會將網(wǎng)格控制自動套用到小特征,、鉆孔,、圓角及其他的模型細部，與基于曲率網(wǎng)格的功能雷同,，差別在于自動轉變只針對細部模型的部分,，而基于曲率算法是對于高曲率區(qū)域產(chǎn)生更多的元素。在網(wǎng)格化許多較小特征及細部的大型模型時,，建議清除自動轉變以免產(chǎn)生大量的元素,。部分細小特征是分析過程關注的地方，可以再配合手動網(wǎng)格控制方法,，針對應力集中處的網(wǎng)格再進行細微化即可,。(圖5)為沒有核選自動轉變與核選的差異，,。

(圖5)

最后我想跟你分享的是進階選項(圖6)里的功能設定,，白話點的方式來說，Jacobian點作用在于檢查,，粗略質量網(wǎng)格作用在于測試,，為實體自動嘗試是針對懶人設計幫助你有效率的產(chǎn)生網(wǎng)格。

Jacobian點檢查一般僅供高質量網(wǎng)格使用,。 設定積分點數(shù),，用來檢查四面體元素的扭曲程度。 您可將 Jacobian check 基于 4,、16,、29 Gaussian 點或在節(jié)點。不過通常只有在非線性分析時,，我們會嚴謹些提高Jacobian點至16以上,，并做網(wǎng)格質量上的檢查。Jacobian值越接近1越好,，其值不能趨近于0或負值,，否則將導致嚴重的局部網(wǎng)格失敗。

(圖6)

(圖7)分別為12mm,、7mm,、1mm取樣出來的網(wǎng)格Jacobian測試，會發(fā)現(xiàn)網(wǎng)格尺寸越小,，Jacobian值越接近1,，網(wǎng)格尺寸到1mm的時候雖然Jacobian值為1.05,，但是模型總元素以達到186萬左右，此時從運算時間與精度取一平衡點,，我們可以選擇網(wǎng)格7mm的尺寸大小即可,。

(圖7)

經(jīng)由表格的方式(圖8)(圖9)做交叉比對，由于網(wǎng)格尺寸在4mm時,，元素開始暴增,，尺寸11mm Jacobian值偏高，因此很容易觀察出較適合該模型網(wǎng)格的尺寸在5mm-10mm之間,。

(圖8)

(圖9)

粗略質量網(wǎng)格則是一般我們所提到的一階元素,，此元素為4個節(jié)點的4面體元素，通常在仿真落下測試時,，為了加速程序的運算,，先得到趨勢結果,，會勾選粗略質量網(wǎng)格來進行運算,。

為實體自動嘗試(圖10)的功能中，當你網(wǎng)格一直失敗,，但突然需要離開計算機前面時,，可以輸入我們要嘗試重新網(wǎng)格的次數(shù)，讓Simulation幫您去做測試,，程序會自動重新網(wǎng)格化模型,。整體元素大小及每次嘗試公差縮減的比例是 0.8。不過前提必須一定要是標準網(wǎng)格,，當然這個比例0.8也可以于Simulation選項中網(wǎng)格的默認值去做調整,。

(圖10)

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看完了這篇Simulation收斂小技巧(網(wǎng)格篇)，相信你對網(wǎng)格的認識又更進了一步,，也祝各位往后在Simulation使用上能更加順利上手,。

8 ^$ T. D0 r* J* u; T

無敵老大

謝謝分享�,。�

不僅僅是右手

這不是最近的版本,，因為在2016版之后又增加了基于混合曲率的網(wǎng)格器
在網(wǎng)格 PropertyManager 中,，選擇基于混合曲率的網(wǎng)格。
借助基于混合曲率的網(wǎng)格器,，您可嘗試網(wǎng)格化無法使用標準或基于曲率的網(wǎng)格器進行網(wǎng)格化的模型,。

申ss

xiaobing86203

很實用的關鍵技巧。

理性的人很感性

不僅僅是右手 發(fā)表于 2018-2-28 12:03
* T0 p" o1 _; f% z+ F這不是最近的版本,，因為在2016版之后又增加了基于混合曲率的網(wǎng)格器
在網(wǎng)格 PropertyManager 中,，選擇基于 ...

) G/ N8 y: U2 x# d有沒有教程，分享一下唄,。
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吳高位

很實用,，謝謝

溺光_Igyv0

實用技巧 謝謝分享

葛式一

學習了

八月騏_sKvBo

henqiangda