3.6 網(wǎng)格劃分案例

通過前面幾節(jié)的學(xué)習(xí)，讀者應(yīng)該基本掌握了網(wǎng)格劃分的方法，本節(jié)將通過實例來加強對網(wǎng)格劃分的方法及思路的掌握，并介紹各網(wǎng)格參數(shù)的設(shè)置技巧。

3.6.1 自動網(wǎng)格劃分案例

1．啟動Workbench并建立網(wǎng)格劃分項目

在Windows系統(tǒng)下執(zhí)行“開始”→“所有程序”→ANSYS 17.0→Workbench 17.0命令，啟動ANSYS Workbench 17.0，進(jìn)入主界面。

在ANSYS Workbench主界面中執(zhí)行Units（單位）→Metric（tone, mm, s, ℃, mA, N, mV）命令，設(shè)置模型單位，如圖3-42所示。

雙擊主界面Toolbox（工具箱）中的Component Systems→Mesh（網(wǎng)格）選項，即可在項目管理區(qū)創(chuàng)建分析項目A。

2．導(dǎo)入創(chuàng)建幾何體

在A2欄的Geometry上右擊，在彈出的快捷菜單中執(zhí)行Import Geometry→Browse命令，如圖3-43所示，此時會彈出“打開”對話框。

在彈出的“打開”對話框中選擇文件路徑，導(dǎo)入char03-01幾何體文件，如圖3-44所示，此時A2欄Geometry后的變?yōu)?img alt="" class="h-pic" src="https://epubservercos.yuewen.com/32CFE6/15367251804212106/epubprivate/OEBPS/Images/figure_0029_0005.jpg?sign=1754820130-cDgpV9nnFt0H8GD518JRz8ewrH3RI5Pz-0-034c3432e6f942feaf18ed2a65c78003">，如圖3-45所示，表示實體模型已經(jīng)存在。

雙擊項目A中的A2欄Geometry，此時會進(jìn)入DM界面，設(shè)計樹中Import1前顯示，表示需要生成，圖形窗口中沒有圖形顯示，如圖3-46所示。

單擊（生成）按鈕，即可顯示生成的幾何體，如圖3-47所示，此時可在幾何體上進(jìn)行其他的操作，本例無須進(jìn)行操作。

單擊DM界面右上角的（關(guān)閉）按鈕，退出DM，返回Workbench主界面。

3．對模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分

雙擊項目A中的A3欄Mesh項，進(jìn)入如圖3-48所示的Meshing界面，在該界面下即可進(jìn)行網(wǎng)格的劃分操作。

選中Meshing界面左側(cè)中的Mesh選項，在參數(shù)設(shè)置列表中的Physics Preference下設(shè)置物理類型為Mechanical，如圖3-49所示。

選中Mesh項，執(zhí)行Mesh工具欄中的Mesh Control（網(wǎng)格控制）→Method（方法）命令，此時會在設(shè)計樹中添加項，如圖3-50所示。

單擊圖形工具欄中的選擇模式下的（點選）按鈕，然后單擊（選擇體）按鈕，如圖3-51所示。

在圖形窗口中選擇零件體，在參數(shù)設(shè)置列表中單擊Geometry后的按鈕，完成體的選擇。

在Mesh項上右擊，在彈出的快捷菜單中執(zhí)行命令，如圖3-52所示。此時會彈出網(wǎng)格劃分進(jìn)度條，進(jìn)度條消失后會生成如圖3-53所示的網(wǎng)格。

4．保存文件并退出

單擊Meshing界面右上角的（關(guān)閉）按鈕退出Meshing界面，并返回Workbench主界面。

在Workbench主界面中單擊常用工具欄中的（保存）按鈕，保存剛剛創(chuàng)建的模型文件。

單擊主界面右上角的（關(guān)閉）按鈕，退出Workbench，完成模型的網(wǎng)格劃分。

3.6.2 網(wǎng)格劃分控制案例

1．啟動Workbench并建立網(wǎng)格劃分項目

在Windows系統(tǒng)下執(zhí)行“開始”→“所有程序”→ANSYS 17.0→Workbench 17.0命令，啟動ANSYS Workbench 17.0，進(jìn)入主界面。

在ANSYS Workbench主界面中執(zhí)行Units（單位）→Metric（kg, m, s, ℃, A, N, V）命令，設(shè)置模型單位。

雙擊主界面Toolbox（工具箱）中的Component Systems→Mesh（網(wǎng)格）選項，在項目管理區(qū)創(chuàng)建分析項目A。

2．導(dǎo)入創(chuàng)建幾何體

在A2欄的Geometry上右擊，在彈出的快捷菜單中執(zhí)行Import Geometry→Browse命令，如圖3-54所示，此時會彈出“打開”對話框。

在彈出的“打開”對話框中選擇文件路徑，導(dǎo)入char03-02幾何體文件，此時A2欄Geometry后的變?yōu)?img alt="" class="h-pic" src="https://epubservercos.yuewen.com/32CFE6/15367251804212106/epubprivate/OEBPS/Images/figure_0029_0005.jpg?sign=1754820130-cDgpV9nnFt0H8GD518JRz8ewrH3RI5Pz-0-034c3432e6f942feaf18ed2a65c78003">，如圖3-55所示，表示實體模型已經(jīng)存在。

雙擊項目A中的A2欄Geometry，此時會進(jìn)入DM界面，設(shè)計樹中Import1前顯示，表示需要生成，圖形窗口中沒有圖形顯示。

單擊（生成）按鈕，即可顯示生成的幾何體，如圖3-56所示，此時可在幾何體上進(jìn)行其他的操作，本例無須進(jìn)行操作。

單擊DM界面右上角的（關(guān)閉）按鈕，退出DM，返回Workbench主界面。

3．設(shè)置網(wǎng)格劃分選項及默認(rèn)網(wǎng)格顯示

雙擊項目A中的A3欄Mesh項，進(jìn)入如圖3-57所示的Meshing界面，在該界面下即可進(jìn)行網(wǎng)格的劃分操作。使用菜單Mesh Control→Method插入網(wǎng)格方法。

在目錄樹中左鍵單擊Mesh，在界面下側(cè)的Details of“Mesh”面板中設(shè)置Physics Preference為Mechanical，如圖3-58上部所示。

在目錄樹中左鍵單擊Automatic Method，在界面下側(cè)的Details of “Automatic Method”-Method面板中設(shè)置Mesh Method為Tetrahedrons，如圖3-58下部所示。

在Mesh項上右擊，在彈出的快捷菜單中執(zhí)行命令，如圖3-59所示。當(dāng)彈出的網(wǎng)格劃分進(jìn)度條消失后會生成如圖3-60所示的網(wǎng)格。

單擊Mesh選項，在參數(shù)設(shè)置列表中展開Sizing和Statistics項。在Mesh Metric中選擇Skewness選項，可以觀察到網(wǎng)格劃分后的狀態(tài)（包括網(wǎng)格的粗糙度和網(wǎng)格統(tǒng)計），如圖3-61所示。

4.CFD網(wǎng)格劃分顯示

在參數(shù)設(shè)置列表中將Physics Preference改為CFD、Solver Preference改為Fluent、檢驗高級尺寸選項設(shè)置為Curvature。

在分析樹中的Mesh項上右擊，在彈出的快捷菜單中執(zhí)行命令。當(dāng)彈出的網(wǎng)格劃分進(jìn)度條消失后參數(shù)設(shè)置列表如圖3-62所示，生成的網(wǎng)格如圖3-63所示。

5．最大、最小尺寸控制

在圖形窗口中，右擊，在彈出的快捷菜單中執(zhí)行View→Top命令，如圖3-64所示，此時的視圖如圖3-65所示。

單擊標(biāo)準(zhǔn)工具欄中的（剖切視圖）按鈕，如圖3-66所示，在圖形窗口中繪制一條直線，將圖形剖開，如圖3-67所示。

執(zhí)行快捷菜單中的Back命令，或按住鼠標(biāo)中鍵，調(diào)整視圖顯示，以便觀察剖切面的網(wǎng)格劃分效果，如圖3-68所示。

在參數(shù)設(shè)置列表中的Use Advanced Size Function內(nèi)改變設(shè)置為On:Proximity and Curvature，為網(wǎng)格劃分算法添加更好的處理臨近部位的網(wǎng)格，如圖3-69所示。

保留剖切截面激活狀態(tài)的視圖，再次執(zhí)行命令生成網(wǎng)格，此時在厚度方向增加了多個單元并且網(wǎng)格數(shù)量大大增加，網(wǎng)格效果如圖3-70所示。

在Min Size中輸入5e-004m，如圖3-71所示，執(zhí)行命令生成網(wǎng)格，網(wǎng)格效果如圖3-72所示。此時厚度方向仍然有多個單元但網(wǎng)格數(shù)量相對較少。

6．使用面尺寸

在Section Planes列表中單擊復(fù)選框，將剖切截面關(guān)閉，如圖3-73所示。在參數(shù)設(shè)置列表中設(shè)置Size function為“Curvature”，其余各項保持默認(rèn)，如圖3-74所示。

選中分析樹中的Mesh項，執(zhí)行Mesh工具欄中的Mesh Control（網(wǎng)格控制）→Sizing（尺寸）命令，為網(wǎng)格劃分添加尺寸控制，如圖3-75所示，此時會在分析樹中出現(xiàn)Sizing項。

單擊圖形工具欄中選擇模式下的（點選）按鈕，然后單擊（選擇面）按鈕，單擊鼠標(biāo)左鍵點選如圖3-76所示的面。

在參數(shù)設(shè)置列表中單擊Geometry后的按鈕，完成面的選擇，設(shè)置Element Size為2mm，如圖3-77所示。

執(zhí)行命令生成網(wǎng)格，此時所選面的網(wǎng)格比鄰近面的網(wǎng)格要細(xì)，如圖3-78所示。

7．影響球尺寸

在分析樹中的上右擊，在彈出的快捷菜單中執(zhí)行Insert→Coordinate System命令，在模型中插入一個坐標(biāo)系，如圖3-79所示。

在參數(shù)設(shè)置列表中將Define By選項設(shè)置為Global Coordinates，在Origin X、Origin Y和Origin Z中分別輸入0.04、0.025、0，如圖3-80所示。

在分析樹中的上右擊，在彈出的快捷菜單中執(zhí)行命令，如圖3-81所示，此時網(wǎng)格劃分中的面尺寸被抑制，如圖3-82所示，被抑制的選項前由變?yōu)?img alt="" class="h-pic" src="https://epubservercos.yuewen.com/32CFE6/15367251804212106/epubprivate/OEBPS/Images/figure_0095_0005.jpg?sign=1754820130-rQ6YdM61cBrfPchfc4fl34drJbUUNEZF-0-650ecfcff9cf14ba4226bc2ca4b27e7c">。

選中分析樹中的Mesh項，執(zhí)行Mesh工具欄中的Mesh Control（網(wǎng)格控制）→Sizing（尺寸）命令，為網(wǎng)格劃分添加尺寸控制，此時會在分析樹中出現(xiàn)Sizing項，如圖3-83所示。

單擊圖形工具欄中選擇模式下的（單選）按鈕，然后單擊（選擇體）按鈕，選擇體。

在參數(shù)設(shè)置列表中單擊Geometry后的按鈕，完成體的選擇，設(shè)置Type為Sphere of Influence，設(shè)置Sphere Center為剛剛創(chuàng)建的坐標(biāo)系，設(shè)置Sphere Radius為0.005、Element Size為0.0005，如圖3-84所示，顯示的模型會自動更新，以方便預(yù)覽影響球的范圍，如圖3-85所示。

執(zhí)行命令生成網(wǎng)格，如圖3-86所示，此時所選影響球范圍鄰近面的網(wǎng)格更細(xì)。在Section Planes列表中單擊復(fù)選框?qū)⑵是薪孛骘@示打開，此時的網(wǎng)格效果如圖3-87所示。

8．保存文件并退出

單擊Meshing界面右上角的（關(guān)閉）按鈕，退出Meshing界面，并返回Workbench主界面。

在Workbench主界面中單擊常用工具欄中的（保存）按鈕，保存剛剛創(chuàng)建的模型文件。

單擊主界面右上角的（關(guān)閉）按鈕，退出Workbench，完成模型的網(wǎng)格劃分。