csu 发表于 2005-11-14 16:27:32

前处理之网格划分(转贴)

好东东,分享一下!!
网格划分可以说是CAE工作中最简单的工作,繁琐而且技术性不高,但是它却是CAE分析的基础。一个有丰富经验的划分网格高手在美国的最低年薪是10万美元,国内就不要想了,8万人民币最多。但这个收入还是一般技术人员望尘莫及的,为什么?
    你能在两个月内独立完成一个六缸发动机的六面体网格划分吗?如果你可以,你就是大牛了,不管是真的牛还是吹的牛。我连吹都不敢吹,我用了近一个月才作了一个发动机箱盖的六面体网格,还简化了很多东西。sign...实在是没面子。

    言归正传,划分网格要明确的几个问题:
    一、用什么类型的单元来划分网格?
    这取决于你要做什么分析和模型的结构特点,对同样的分析,采用的求解器不同也会影响这个选择。想成为专家的人可以多看看各种软件的单元类型介绍,初学者则不要漫无目的的到处留“情”,用到什么搞明白就可以了,Abaqus帮助手册是很好的东东。当然如果你是超级牛人,还可以试试开发一种全新的单元。If not, forget it.
      记住要选择的:
    1.单元的维数;一维的线单元、二维的面单元、三维的体单元,如果是一维单元,还要根据功能不同选择bar、rigid等单元类型。
    2.单元的形状;三角形还是四边形、四面体、五面体还是六面体
    3.单元的阶数;4节点的四边形还是8(9)节点的四边形,8节点的六面体还是20节点的
    4.其它的一些特征,比如Abaqus里有减缩积分单元、非协调元等等,每一种都有相应的适用范围。

    二、网格的大小
    这取决于模型的规模、计算机的能力(CPU、内存、硬盘、是否并行算法),还有对计算精度的要求。同时,经验丰富的技术人员还知道网格的大小调整经常可以有效地提高计算精度同时降低计算耗费。

    三、划分的方法
    这个问题在这个论坛上大家已经讨论过很多实例了,不同的例子有很多种划分方式,比如说那个球体。有的朋友指出对复杂的模型,思路是最重要的,工具是次要的,也有朋友认为工具相对来说更重要。仁者见仁,智者见智,大家互相学习吧。
    对曲面网格Ideas/HyperMesh等软件有很多很好的划分方法,而且在划分网格时就能人工干预划分的质量,最后还有非常优秀的检查工具,应该是非常值得推荐的(也是国际公认的)。对于实体,四面体就不多说了,有些朋友认为ansys的完全自动分网技术非常优秀,也有些朋友认为还是先生成封闭的三角形面网格然后再自动化分体网格的方式更加能保证质量(因为中间多一个检查面网格质量的步骤)。
    我想多强调一下六面体网格,因为越来越多的客户认识到六面体网格的精确性,一般的行规也是,能用六面体就不用四面体。问题出现了,又有朋友认为软件划分六面体网格的自动化程度越高越好,但我不这么认为。毕竟机器不能代替人去思考,另外对复杂模型来说,完全自动划分几乎是不可能的,算法不能实现且不说,即使划分出来质量也没办法提。

    四、划分网格的一些原则:
    1.计算精度和计算耗费的平衡原则。并不是节点越多越好,高密度的网格能带来计算精度的提高,但是采用适当的单元类型才是最重要的,比如一块钢板,做不同的分析时可能会选择不同类型的单元,是壳单元还是体单元?如果用体单元,用线性的还是用二次单元,是全积分还是减缩积分(Abaqus),在厚度方向上分布几层单元才合适?毕竟节点数量的增加带来的是计算量以平方增长。例如我计算过的一个钢板弹簧,涉及接触问题,采用了六千多个六面体的减缩积分单元,如果用8节点单元,计算时间是45分钟,用20节点单元,计算时间是26个小时,精度变化只有0.1%。

    2.自动划分和人工干预的结合原则。并不是自动化程度越高越好。这个说法可能会引起歧义,我先解释一下。什么是自动化程度高?是在复杂模型上自动生成乱七八糟的单元好呢,还是通过手工干预,合理地利用模型几何特征来实现自动划分好呢?显然是后者,因为计算机不会知道哪个圆孔是需要特别关注因而需要细化网格的,它也不会知道哪个特征是可以忽略掉的。而通过人工指定就不一样了。

    3.绝对不要认为一个模型划分完网格能计算通过就万事大吉了,问题肯定是存在的。CAE的目的是什么?是分析,结果是否合理,如何跟客户解释?那么计算结果的合理性取决于什么呢,除了边界条件以外,网格的质量和合理性起着决定性的作用。
      
    划分网格最重要的原则就是——态度。态度决定一切(米卢语),划分网格需要的耐心和细心都来源于认真的态度,我想无论是做人还是做事都一定要认真。

Desime 发表于 2005-11-14 22:25:53

Re:前处理之网格划分(转贴)

好贴,楼主是有限元行家

kenzhao 发表于 2005-11-15 09:03:58

Re:前处理之网格划分(转贴)

谢谢指教了

csu 发表于 2005-11-18 13:50:05

Re:前处理之网格划分(转贴)

好贴,顶一下!!
好像大家对此不太重视啊! 如果搞CAE的人连网格划分都不在意的话则是我等的悲哀啊??????

harvey1108 发表于 2005-11-18 14:07:21

Re:前处理之网格划分(转贴)

对于划网格,俺想说一句话。
在美国,有专门的网格工程师。在国内,既要划,还要分析。工作真是重啊,薪水又不高,又不受单位重视,能牛的起来吗?

hino 发表于 2005-11-19 00:27:26

Re:前处理之网格划分(转贴)

我们这里有人专做网格划分的.可惜没有轮到我...

huawei19 发表于 2005-11-21 14:48:43

Re:前处理之网格划分(转贴)

支持!!好贴,现在划分网格真成了最大问题。

hrkissinger 发表于 2006-4-18 11:30:19

好贴知时节

allinone 发表于 2006-4-18 21:59:30

好久没有见到有水平的新贴了

难得一见

htbbzzg 发表于 2006-4-21 13:40:37

这里有一个偏见,似乎一说到划分网格,就要划六面体网格。其实,做过分析的人都应该知道,采用有中间节点的四面体网格,在网格密度相同的情况下,其计算精度与 20 节点的六面体网格是基本一样的。因此,没有必要一定划分六面体网格,徒然增加了划分网格的难度。当然,四节点四面体网格的精度太差,最好不要用。

crycat 发表于 2006-4-24 10:50:59

好贴谢谢!楼上大侠说的也很有道理,长见识了!

xile1981 发表于 2006-4-30 11:38:15

我也认为不是非要追求6面体网格的,要看情况而定.在精度差不多的情况下,举个例子,
如果画一个六面体网格需要4个小时,计算可能2个小时,但划4面体只要2个小时,计算4个小时,按上班8个小时记,如果是六面体网格,你一天只能画2个,而四面体网阁却可以画4个,计算都可以在下班后晚上跑.这样的话你怎么选择呢?你是希望第二天上班时看到4个结果还是2个?尤其往往在公司效率是最重要的.

qliuyuxing 发表于 2006-5-8 11:48:08

视情况而言!! 有时候你也不得不用六面体,因为单元少,计算时间短,而且精度可信
但对于一般的零件,二阶四面体也够了

harvey1108 发表于 2006-5-9 17:10:50

原帖由 htbbzzg 于 2006-4-21 13:40 发表
这里有一个偏见,似乎一说到划分网格,就要划六面体网格。其实,做过分析的人都应该知道,采用有中间节点的四面体网格,在网格密度相同的情况下,其计算精度与 20 节点的六面体网格是基本一样的。因此,没有必要一 ...

我很羞涩的说,没有做过6面体网格。为了节省时间,用的都是二阶四面体的网格。我想,网格的质量和计算精度有一定的联系,如果说质量越高,精度越高的话,前处理的时间肯定就越多。所以就存在类似所谓性价比曲线。在估算计算所写精度的同时,也需估计所花费前处理的时间和精力,看一下是否划算。

本人感触很深的是,不要去片面追求6面体(固然好),而要花更多的时间去琢磨如何简化模型:如何适当的、正确的理解物理模型,从而正确的施加边界条件。比如,一看到物体被约束静止,就误认为是全约束,造成过约束(本来只应该加2个自由度的约束,却加了4个,甚至更多);或者,旋转中的物体受力,如何简化成静态进行分析和施加约束,等等。这需要多年的经验和扎实的理论基础。我本人就很有幸接触过这样的人物,学到不少东西。

仅供参考。

yangmeijun 发表于 2006-5-11 08:23:56

各位都说的很有道理啊 !
受益了 !
呵呵

anthonygxb 发表于 2010-12-28 12:02:35

网格划分真是一个细活啊,学习之

devil383x 发表于 2011-1-3 11:45:32

受教了~!网格很重要!

weixiaogang 发表于 2011-4-2 08:19:23

好定西就是要顶,多谢楼主分享成功

绿色的农民 发表于 2011-4-23 00:06:07

楼主高人啊 懂的不少
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