网格优化(四)

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网格优化(四)

2023-11-01 12:18| 来源: 网络整理| 查看: 265

四种常见的网格方法有:四面体(Tetrahedrons)、六面体(Hex Dominant)、扫掠(Sweep)、多区域(MultiZone)网格划分方法。

首先选择一种由不同基本几何体组合而成的零件进行对比,而基本的几何体主要是指长方体、圆柱体、六面体、锥体、球等。

一个由立方体和圆柱组成的简单零件,其中立方体边长为100mm,圆柱的直径与高度均为50mm,对该零件进行四种网格划分,并均不设置网格加密,均采用软件默认单元大小。

上图中并没有扫掠划法,是由于针对这类零件不能使用扫掠划法。而图中的三种网格划法中,六面体网格划法的单元数量最多,达到1961个,而四面体和多区域划法只有1231和1245个单元,虽然三种网格都可以划分出来,但是如果进行同等加密或者零件再复杂一些,那采用六面体网格方法划分的时间一定会大量增加,增加大量的前处理时间。况且从图中可以看出,六面体的网格质量并没有多区域更直观整齐。因此,对于可适用多区域网格划法的简单多几何模型,更推荐多区域划法,再选用四面体和六面体划法,但是六面体网格划法需要进一步的网格调整优化。

接下来选择一种适用于扫掠网格划法的模型。通过扫掠方法可以设置扫掠的源面与目标面,通过源面开始利用扫掠的方式到达目标面,从而形成一种规整网格质量好的方法。通过对该方法的划分并且加密,得到了以下两个图。

第一个图是默认扫掠,第二个进行了加密。可以看到第二个图的网格质量非常好,与模型吻合度非常高,这种网格质量完全可以用于工程应用或科研计算,甚至在流体计算中的网格也是类似。但是,扫掠方法也仅适用于一些模型比较简单,横截面积变化不大的零件,若对于较为复杂的零件则不适合。因此在实际应用中其实扫掠方法用的比较少。

接下里选用一个较为复杂的零件进行网格划分。

上图中只有四面体和六面体两种划分方法,那是由于多区域和扫掠方法划分不了。

通过对比两种网格,四面体网格的单元节点和单元数量有1917和941,六面体网格的单元节点和单元数量有3336和977。可以说明若进一步加密网格之后,六面体网格的划分时间会远远超过四面体网格划分的时间。因此对于复杂的零件且对网格质量没有非常高的要求下,完全可以采用四面体网格进行划分。

在大多数的工程应用中,其实用四面体网格已经基本能够满足应用需求了,不管是简单或者复杂都能适用,而能大大缩短网格的优化时间。倘若采用六面体网格划分的话,不但需要对网格进行加密优化处理,甚至有时还需要其他网格工具进行局部调优,而这些调优的时间会大大增加一个产品的仿真周期。虽然六面体网格经过调优以后可以得到非常美观而且质量高的网格,但是时间成本的增加也是不可忽视的。因此若对网格质量没有很高要求的情况下,还是较为推荐使用四面体网格划分。如果对网格质量有要求,更适合选择六面体网格进行详细的细化和加密。

以上。



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