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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(diào)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 ＿@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,。
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(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(diào)整至整數(shù),，再配合公差的來執(zhí)行網(wǎng)格的切劃。而調(diào)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(diào)公差,，將公差值調(diào)小,，對于模型產(chǎn)生網(wǎng)格是非常有幫助的。 自動轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)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(zhì)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(zhì)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(zhì)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(zhì)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(jié)果,，會勾選粗略質(zhì)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(diào)整。 (圖10)
5 f2 r% e& `: |5 m- o- J6 d$ B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。 " e/ j# s( x5 I9 Z3 q% [
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發(fā)表于 2018-2-28 09:10:54
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