haohaosir 发表于 2006-10-23 22:17:12

fame怎么能为FEA划网格呢?

就我所知:FEA使用的网格划分软件导入的几何模型都是iges等格式,没听说过使用stl格式的,因为该格式将圆角和曲面转化为一些小平面,不能真实反映几何特征。
Fame划分的网格对有限体积法(CFD)计算有效,对有限元法(FEA)可能不太合适!或者说Fame划分的网格是非结构网格,而不是结构网格。
这样理解对吗?

DrLan 发表于 2006-10-24 09:30:43

1、对于用mm制作的发动机零部件Pro/E模型,存储成STL格式时,各选项为:
Format=ASCII
Chord Height=0.1
Angle Control=0.9
出来的圆角等细节就已经非常好了。见下图,对于有限元网格来说精度足够。

2、使用STL的好处
STL格式是面格式,对于制作极其不规范的3D Solid零部件CAD模型(与工程师使用Pro/E的习惯有关),几乎不需调整就可导出封闭的STL格式。若STL表面有不封闭等问题,还可以用FAME转换存储成nastran格式后,用Patran或Hypermesh等软件对它进行修补,可以很快进入到网格划分工序。

Solid iges格式需要良好的封闭solid,即使经验丰富的工程师做出的模型,在Pro/E中显示的Solid非常好,而导出iges后,模型还存在大量的实体solid不封闭的问题。而要修补iges solid实体比修补STL表面难许多许多。曾有工程师告诉我,他用了两个月的时间来修补一个曲轴的iges solid中的几百个不封闭的体,最后受不了了,只能放弃,不算了。

3、使用FAME的好处
快速生成良好的六面体网格,计算时定义为8点六面体单元就可以得到精度高的结果,而且计算速度远远快于10点四面体(应力计算不建议用4点四面体)。

4、FAME网格
FAME仅把TOPO模型靠近表面的网格节点投影到STL表面(当然还对相邻网格自动做了微调),体内网格基本上就是原TOPO的网格形状。产生的模型,节点对节点,而且没有不相邻的单元边线。检查雅可比系数后即可使用。

5、FAME的局限
FAME仅对实体模型进行网格划分,对于板筋件,建议用壳单元,使用其它网格生成工具。

6、FAME用于有限元网格划分的使用现状
我已经使用好多年了,用在项目和培训的有限元模型中。不说国外,就说国内,也有许多用户尝到了FAME的甜头。你看我们的用户大会报告,长安汽车的结构CAE工程师就使用得非常好了。

haohaosir 发表于 2006-10-24 10:32:19

谢谢Lan 博士的解答!好过瘾。
再问一下,Fame划分的网格是以六面体为主,还有四面体、Prism等单元。通过Hypermesh导入Ansys后应采用Ansys的什么单元?因为Ansys的8点六面体单元不能包含四面体和Prism单元?

Fame如何检查雅可比系数?

Lan 博士能否把Excite与Ansys的接口发给我?不胜感谢!
dzy666666@sina.com

haohaosir 发表于 2006-10-24 10:48:17

Lan 博士:
能否介绍一下Fame的Transformations的作用。
划分网格时跳过该步,会有什么问题?好象使用起来比较繁。

haohaosir 发表于 2006-10-24 11:01:57

Pro/E模型,存储成STL格式时,各选项为:
Format=ASCII
Chord Height=0.1
Angle Control=0.9

Lan博士:
请问:Format为二进制和ASCII的区别?
Angle Control的缺省值为0.5,是不是该值越大输出的stl模型越好?

yuqian 发表于 2006-10-24 11:31:10

Lan博士

请问 ,那里下载用户大会报告?

haohaosir 发表于 2006-10-24 14:05:06

Lan博士 :
能否把 “ 长安汽车的结构CAE工程师的用户大会报告” 发给我学习学习。
谢谢!
dzy666666@sina.com

DrLan 发表于 2006-10-24 14:25:00

haohaosir:
1、Excite与Ansys8.0的接口,已经发到另一帖子中你的邮箱了,请查收。
2、FAME完成的网格存为nastran格式*.nas(FAME没有提供其它有限元格式)。完成的模型是以六面体Hex为主,还有四面体Tet、棱形Wedge单元。通过Hypermesh以nastran的格式导入,转存为Ansys格式。转存后的Ansys单元你可以定义为SOLID 45(六面体、五面体、四面体都是Solid 45)
3、FAME检查负体积即可。用Patran或Hypermesh检查雅可比系数。

DrLan 发表于 2006-10-24 14:36:47

接着关于haohaosir的问题:
1、Fame的Transformations的作用
请下载我帖出的使用教程。有些功能我也很少用,比如你说的Transformations。
2、Format为二进制和ASCII的区别?
ASCII文件可以用记事本等文本编辑器阅读。可以跨软件、跨平台交换数据。
3、Angle Control的缺省值为0.5,是不是该值越大输出的stl模型越好?
对于毫米模型(做设计和结构分析的人喜欢的长度单位模型),放心用下面的参数输出
Format=ASCII
Chord Height=0.1
Angle Control=0.9
一般情况下不需用其它值。
4、那里下载用户大会报告?
本网站的FTP去看看。
需要的话,我也可以发给大家。

DrLan 发表于 2006-10-24 14:42:53

我已经另做帖子,【资料共享】FAME使用的两篇论文

haohaosir 发表于 2006-10-27 20:18:07

蓝博士:

用Fame做的网格进行有限元分析,也要检查负体积吗?
用Patran或Hypermesh检查雅可比系数,如果达不到要求,怎么办?是不是要Smooth?
我用Fame做的网格输到Ansys,对网格报了好多的Warning。请问您碰到过这种情况吗?

谢谢!

haohaosir 发表于 2006-10-27 20:51:37

蓝博士:
用Fame做网格时需要定义edge mesh;
其含义是什么?是不是边越多越好?
有没有一定的原则。

DrLan 发表于 2006-10-30 10:49:06

haohaosir的问题:

1、用Fame做网格时需要定义edge mesh;其含义是什么?是不是边越多越好?
答:如果定义并使用了edge,FAME在最后生成网格时,将保留改edge。
但是edge越多,给FAME自动划分造成更多的麻烦,容易在这些边处,产生大量的负体积单元,所以可以不用edge时就尽量不用(不影响计算的地方),可以后期挖去就后挖去(比如活塞环:先使用FAME做无环的活塞,再用Hypermesh挖出环槽就行,处理好环槽高度和直径的网格位置就行)。

2、我用Fame做的网格输到Ansys,对网格报了好多的Warning。
答:有限元计算中,用户可定义对单元质量的要求。的确有限元计算中还牵扯到其它几项,比如曲翘skew,最长最短边之比等。其实熟练使用FAME后会发现,FAME比其它的网格生成器更能避免出现奇异单元。
如果这些差单元不在重要地方,且个头也不大,则可以删除它们。但是我一般是重新调整该处的TOPO网格(使用Patran的节点移动功能,Modify->node->offset,按照FAME的基本要求,见我帖出的论文),重新完成模型制作。因为FAME非常自动化,多改几次TOPO再做网格,也不会浪费很多时间的。

3、用Fame做的网格进行有限元分析,也要检查负体积吗?
答:因为负体积单元的雅可比系数会是负值,所以消除负体积单元是保证网格质量的重要手段。FAME通过调整负体积及其周边单元的算法,以便减少或消除负体积单元,但是如果坏单元过多,FAME有时也无能为力。所以制作TOPO时需动脑筋,找窍门。有时也得试几次。

4、Hypermesh检查雅可比系数,如果达不到要求,怎么办?是不是要Smooth?
答:一定要大于零。FAME做完后有负体积,最好smooth一下。一般FAME检查完无负体积,hypermesh的雅可比就不小于零了。

我相信,熟练生窍后,会喜欢FAME这个工具的。

haohaosir 发表于 2006-10-30 16:25:20

蓝博士:
非常感谢您的解答!
1、在Fire的Example里都是用无TOPO的方式来划分网格,当然它是用来作CFD计算的。
在您写的文档里介绍一般花在2D TOPO的时间为4天左右。而用无TOPO的方式来划分网格时间只要几个小时。
请问,对于FEM计算,是不是应该采用TOPO的方式划分网格。两种方式划分的网格质量差别多大?
2、Fame划分的网格(作FEM计算用)要检查负法向吗?
   好象负体积的smooth方法是AutoSmooth。
3、AVL_2006用户大会资料里的
07_应用CFD技术对汽车进行空气动力学分析.pdf
能发到我信箱吗?我上不了FTP。
谢谢!
dingzhongyi@sohu.com

haohaosir 发表于 2006-10-30 20:04:29

蓝博士:
1、实际上,Fame有对偶网格(Dual Mesh)和高级混合(Fame Advanced Hybrid)两种。
作CFD计算在Fire的Example里都是用Fame Advanced Hybrid,时间只要几个小时。
对偶网格(Dual Mesh)包括无TOPO、Fame自动TOPO和手工TOPO三种。
请问这四种方法的网格质量差别多大?做FEM计算,以何种方法为好?
2、请问Number of closure levels的含义是什么?
手工TOPO应设为0,无TOPO或Fame自动TOPO时应设为1,对吧?
您的one_example里的第2种划分时的Number of closure levels是多少?
Volume Optimization都不要选上,对吧?

haohaosir 发表于 2006-10-31 09:33:11

抱歉,上贴中不是Volume Optimization,而是Volume Refinement。好象是不需要选上吧?
另外,Corner Correction也不需要选上吧?好象说是该选项能提高网格质量呢!为什么不选呢?
高级混合(Fame Advanced Hybrid)划分的网格不适合FEM计算吗?

cauffman 发表于 2006-11-1 12:15:43

感觉好象加了EDGE的话,一般网格质量会出问题。
一般比较平的,需要强加EDGE的时候,我用的比较笨的方法是
先对称一下,合并到一起画,完后再删除一半

DrLan 发表于 2006-11-1 13:16:29

我也跟你学了一招。
加edge做的有限元的网格质量,在edge处是不太好。

gavinhou 发表于 2006-11-2 00:37:26

继续感谢蓝博士能回答下面的问题:
蓝博士:
非常感谢您的解答!
1、在Fire的Example里都是用无TOPO的方式来划分网格,当然它是用来作CFD计算的。
在您写的文档里介绍一般花在2D TOPO的时间为4天左右。而用无TOPO的方式来划分网格时间只要几个小时。
请问,对于FEM计算,是不是应该采用TOPO的方式划分网格。两种方式划分的网格质量差别多大?
2、Fame划分的网格(作FEM计算用)要检查负法向吗?
   好象负体积的smooth方法是AutoSmooth。


蓝博士:
1、实际上,Fame有对偶网格(Dual Mesh)和高级混合(Fame Advanced Hybrid)两种。
作CFD计算在Fire的Example里都是用Fame Advanced Hybrid,时间只要几个小时。
对偶网格(Dual Mesh)包括无TOPO、Fame自动TOPO和手工TOPO三种。
请问这四种方法的网格质量差别多大?做FEM计算,以何种方法为好?
2、请问Number of closure levels的含义是什么?
手工TOPO应设为0,无TOPO或Fame自动TOPO时应设为1,对吧?
您的one_example里的第2种划分时的Number of closure levels是多少?
Volume Refinement都不要选上,对吧?
另外,Corner Correction也不需要选上吧?好象说是该选项能提高网格质量呢!为什么不选呢?高级混合(Fame Advanced Hybrid)划分的网格不适合FEM计算吗?

DrLan 发表于 2006-11-3 00:23:24

1、FAME是FIRE的前处理,一般在CFD计算中,无需TOPO,但会更加关注表面或拐角等边缘的处理,这是与CFD的计算有关的,比如管道中拐角流动计算中,会影响湍流计算的精度等,所以靠近表皮的所有网格要求更加细密。而且CFD的计算网格可高达几百万个,以便提高计算精度。

但有限元不大一样,它的力学本质没有流体这么复杂,只需要应力集中处或接触分析处的单元排列均匀、单元质量高,做手工TOPO的目的就是能预先能够有的放矢地将这些关键处的网格质量和大小控制住,其它非重要区域的网格不需要这么严,靠FAME自动完成就能达到这个目的。一般我们控制总网格数不超过100万个,否则计算机硬件也难以承受。

为FEM做TOPO的另一个好处就是,不需要花精力将节点做在表皮上只需围绕表皮做大致的网格,FAME会自动将节点投影到表皮上。(FAME中也要尽量避免TOPO节点在表皮上,否则妨碍节点投影,从而可能产生非常薄的差单元)。

3D TOPO一般由2D拉伸出来,2D中主要关注重要的特征网格(应力集中处或接触分析处),比如缸盖上的特征尺寸。2D模型用Patran或Hypermesh可以很快完成,一拉伸就出来3D,最多再调整一些节点位置,非常方便。

无TOPO时,FAME做出的网格一般可以用作刚度计算,或形体比较简单的应力计算。但由于不做手工TOPO控制,就很难控制复杂的应力集中处或接触分析处的网格单元质量,所以就不能适应缸体缸盖气缸垫螺栓计算,否则精度很差。

2、我说过,实体单元不需要负法向的检查

3、Dual Mesh可产生hex六面体、tet四面体等混合单元,但会以六面体为主。Fame Advanced Hybrid则是事先设定划分控制参数,一次完成网格,主要为CFD使用。

4、若使用手工TOPO,无需加强表皮处网格细化,number of closure levels=0即可。
无TOPO,在开始设定一个标准大小的网格(一般可缺省maximal cellsize=10),划分一次后网格都很大,需细化一次,则number of closure levels=1,number of refinement levels=1,继续几次细化,直到满意为止。
为FEM化网格,则像Corner Correction一类的其它参数一般就不用去管了。你感兴趣可以试试。
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