文档介绍：三维结构的结构化网格划分 structure
对于三维结构,只有模型区域满足以下条件,才能被划分为结构化网格:
①没有孔洞、孤立的面、孤立的边、孤立的点;
②面和边上的弧度值应该小于90°;
③三维区域内的所有面必须要保证可以运用二维结构化网格划分方法;
④保证区域内的每个顶点属于三条边;
⑤必须保证至少有四个面(如果包含虚拟拓扑,必须仅包含六条边);
⑥各面之间要尽可能地接近90°,如果面之间的角大于 150°,就应该对它进行分割;
⑦若三维区域不是立方体,每个面只能包含一个小面,若三维区域是立方体,每个面可以包含一些小面,但每个小面仅有四条边,且面被划分为规则的网格形状。
三维结构的扫略网格划分Sweep (扫略网格划分技术)
对于三维结构,只有模型区域满足以下条件,才能被划分为扫略网格:
①连接起始面和目标面的的每个面(称为连接面)只能包含一个小面,且不能含有孤立的边或点;
②目标面必须仅包含一个小面,且没有孤立的边或点;
③若起始面包含两个及两个以上的小面,则这些小面间的角度应该接近180°;④每个连接面应由四条边组成,边之间的角度应接近90°;
⑤每个连接面与起始面、目标面之间的角度应接近90°;
⑥如果旋转体区域与旋转轴相交,就不能使用扫略网格划分技术;
⑦如果被划分区域的一条或多条边位于旋转轴上,ABAQUS/CAE不能用六面体或楔形单元对该区域进行扫略网格划分,而必须选择 Hex-dominated形状的单元;
⑧当扫略路径是一条封闭的样条曲线时,该样条曲线必须被分割为两段或更多。
总结
(1 )对于不能采用结构化技术(Structured)和扫略技术(Sweep )进行网格划分的复杂结构,用户可以运用 Partition 工具将其分割成形状较为简单的区域,并对这些区域进行结构化或扫略网格划分。如果模型不容易分割或分割过程过于繁杂,用户可以选用自由网格划分技术(Free )。本章将通过例 7-2 详细介绍这两种操作过程。
(2 )采用映射网格划分(Mapped meshing)能得到高质量的网格,但 ABAQUS/CAE不能直接采用映射网格划分技术,只能通过 Use mapped meshing where appropriate选项让程序选择映射网格划分的区域。在以下几种情况下,用户可以选择该项进行映射网格划分:2D+ Quad/Quad-dominated + Free + Advancing front(采用自由网格划分技术和进阶算法,对二维结构划分四边形或四边形占优的单元)、2D + Tri +Free 、3D + Hex/Hex-dominated + Sweep + Advancing front、3D + Tet +Free。
(3 )中轴算法(Medial axis)和进阶算法(Advancing front)是主要的 ABAQUS网格划分算法,有四种单元形状(Element Shape)和网格划分技术(Technique)的组合能选用这两种算法:2D + Quad + Free 和3D + Hex + Sweep 默认选择中轴算法,2D + Quad-dominated + Free和3D + Hex-dominated + Sweep默认选择进阶算法。对于不同的模型,用户应该比较这两种算法,得到合适的网格。
下面总结一些获得高质量网格的参数设置。
u (Structured)或扫略(Sweep )网格划分技术对三维实体模型划分六面体单元。如果单元扭曲较小,建议选用计算精度和效率都高的非协调模式单元;否则选用二次六面体单元。
,中轴(Medial axis)算法和进阶(Advancing front)算法的选择没有统一的标准,用户需要针对实际模型进行尝试。一般情况下,选择中轴算法包含的Minimize the mesh transition项或进阶算法包含的 Use mapped meshing where appropriate项,可以提高网格质量。
,用户可以选用二次四面体单元划分网格。建议读者选择Use mapped tri meshing on bounding faces where appropriate 项,如前所述,ABAQUS/CAE会对形状简单的面选用映射网格划分,通常可以提高网格质量(参见例7-2)。另外,若模型的网格密度足够且重点分析区域位于边界,用户可以选择Increase size of interior elements 项来增加内部单元的尺寸,提高计算效率。
,但合适的网格密度往往需要根据具