3.6 网格划分案例

通过前面几节的学习，读者应该基本掌握了网格划分的方法，本节将通过实例来加强对网格划分的方法及思路的掌握，并介绍各网格参数的设置技巧。

3.6.1 自动网格划分案例

1．启动Workbench并建立网格划分项目

在Windows系统下执行“开始”→“所有程序”→ANSYS 17.0→Workbench 17.0命令，启动ANSYS Workbench 17.0，进入主界面。

在ANSYS Workbench主界面中执行Units（单位）→Metric（tone, mm, s, ℃, mA, N, mV）命令，设置模型单位，如图3-42所示。

双击主界面Toolbox（工具箱）中的Component Systems→Mesh（网格）选项，即可在项目管理区创建分析项目A。

2．导入创建几何体

在A2栏的Geometry上右击，在弹出的快捷菜单中执行Import Geometry→Browse命令，如图3-43所示，此时会弹出“打开”对话框。

在弹出的“打开”对话框中选择文件路径，导入char03-01几何体文件，如图3-44所示，此时A2栏Geometry后的变为，如图3-45所示，表示实体模型已经存在。

双击项目A中的A2栏Geometry，此时会进入DM界面，设计树中Import1前显示，表示需要生成，图形窗口中没有图形显示，如图3-46所示。

单击（生成）按钮，即可显示生成的几何体，如图3-47所示，此时可在几何体上进行其他的操作，本例无须进行操作。

单击DM界面右上角的（关闭）按钮，退出DM，返回Workbench主界面。

3．对模型进行网格划分

双击项目A中的A3栏Mesh项，进入如图3-48所示的Meshing界面，在该界面下即可进行网格的划分操作。

选中Meshing界面左侧中的Mesh选项，在参数设置列表中的Physics Preference下设置物理类型为Mechanical，如图3-49所示。

选中Mesh项，执行Mesh工具栏中的Mesh Control（网格控制）→Method（方法）命令，此时会在设计树中添加项，如图3-50所示。

单击图形工具栏中的选择模式下的（点选）按钮，然后单击（选择体）按钮，如图3-51所示。

在图形窗口中选择零件体，在参数设置列表中单击Geometry后的按钮，完成体的选择。

在Mesh项上右击，在弹出的快捷菜单中执行命令，如图3-52所示。此时会弹出网格划分进度条，进度条消失后会生成如图3-53所示的网格。

4．保存文件并退出

单击Meshing界面右上角的（关闭）按钮退出Meshing界面，并返回Workbench主界面。

在Workbench主界面中单击常用工具栏中的（保存）按钮，保存刚刚创建的模型文件。

单击主界面右上角的（关闭）按钮，退出Workbench，完成模型的网格划分。

3.6.2 网格划分控制案例

1．启动Workbench并建立网格划分项目

在Windows系统下执行“开始”→“所有程序”→ANSYS 17.0→Workbench 17.0命令，启动ANSYS Workbench 17.0，进入主界面。

在ANSYS Workbench主界面中执行Units（单位）→Metric（kg, m, s, ℃, A, N, V）命令，设置模型单位。

双击主界面Toolbox（工具箱）中的Component Systems→Mesh（网格）选项，在项目管理区创建分析项目A。

2．导入创建几何体

在A2栏的Geometry上右击，在弹出的快捷菜单中执行Import Geometry→Browse命令，如图3-54所示，此时会弹出“打开”对话框。

在弹出的“打开”对话框中选择文件路径，导入char03-02几何体文件，此时A2栏Geometry后的变为，如图3-55所示，表示实体模型已经存在。

双击项目A中的A2栏Geometry，此时会进入DM界面，设计树中Import1前显示，表示需要生成，图形窗口中没有图形显示。

单击（生成）按钮，即可显示生成的几何体，如图3-56所示，此时可在几何体上进行其他的操作，本例无须进行操作。

单击DM界面右上角的（关闭）按钮，退出DM，返回Workbench主界面。

3．设置网格划分选项及默认网格显示

双击项目A中的A3栏Mesh项，进入如图3-57所示的Meshing界面，在该界面下即可进行网格的划分操作。使用菜单Mesh Control→Method插入网格方法。

在目录树中左键单击Mesh，在界面下侧的Details of“Mesh”面板中设置Physics Preference为Mechanical，如图3-58上部所示。

在目录树中左键单击Automatic Method，在界面下侧的Details of “Automatic Method”-Method面板中设置Mesh Method为Tetrahedrons，如图3-58下部所示。

在Mesh项上右击，在弹出的快捷菜单中执行命令，如图3-59所示。当弹出的网格划分进度条消失后会生成如图3-60所示的网格。

单击Mesh选项，在参数设置列表中展开Sizing和Statistics项。在Mesh Metric中选择Skewness选项，可以观察到网格划分后的状态（包括网格的粗糙度和网格统计），如图3-61所示。

4.CFD网格划分显示

在参数设置列表中将Physics Preference改为CFD、Solver Preference改为Fluent、检验高级尺寸选项设置为Curvature。

在分析树中的Mesh项上右击，在弹出的快捷菜单中执行命令。当弹出的网格划分进度条消失后参数设置列表如图3-62所示，生成的网格如图3-63所示。

5．最大、最小尺寸控制

在图形窗口中，右击，在弹出的快捷菜单中执行View→Top命令，如图3-64所示，此时的视图如图3-65所示。

单击标准工具栏中的（剖切视图）按钮，如图3-66所示，在图形窗口中绘制一条直线，将图形剖开，如图3-67所示。

执行快捷菜单中的Back命令，或按住鼠标中键，调整视图显示，以便观察剖切面的网格划分效果，如图3-68所示。

在参数设置列表中的Use Advanced Size Function内改变设置为On:Proximity and Curvature，为网格划分算法添加更好的处理临近部位的网格，如图3-69所示。

保留剖切截面激活状态的视图，再次执行命令生成网格，此时在厚度方向增加了多个单元并且网格数量大大增加，网格效果如图3-70所示。

在Min Size中输入5e-004m，如图3-71所示，执行命令生成网格，网格效果如图3-72所示。此时厚度方向仍然有多个单元但网格数量相对较少。

6．使用面尺寸

在Section Planes列表中单击复选框，将剖切截面关闭，如图3-73所示。在参数设置列表中设置Size function为“Curvature”，其余各项保持默认，如图3-74所示。

选中分析树中的Mesh项，执行Mesh工具栏中的Mesh Control（网格控制）→Sizing（尺寸）命令，为网格划分添加尺寸控制，如图3-75所示，此时会在分析树中出现Sizing项。

单击图形工具栏中选择模式下的（点选）按钮，然后单击（选择面）按钮，单击鼠标左键点选如图3-76所示的面。

在参数设置列表中单击Geometry后的按钮，完成面的选择，设置Element Size为2mm，如图3-77所示。

执行命令生成网格，此时所选面的网格比邻近面的网格要细，如图3-78所示。

7．影响球尺寸

在分析树中的上右击，在弹出的快捷菜单中执行Insert→Coordinate System命令，在模型中插入一个坐标系，如图3-79所示。

在参数设置列表中将Define By选项设置为Global Coordinates，在Origin X、Origin Y和Origin Z中分别输入0.04、0.025、0，如图3-80所示。

在分析树中的上右击，在弹出的快捷菜单中执行命令，如图3-81所示，此时网格划分中的面尺寸被抑制，如图3-82所示，被抑制的选项前由变为。

选中分析树中的Mesh项，执行Mesh工具栏中的Mesh Control（网格控制）→Sizing（尺寸）命令，为网格划分添加尺寸控制，此时会在分析树中出现Sizing项，如图3-83所示。

单击图形工具栏中选择模式下的（单选）按钮，然后单击（选择体）按钮，选择体。

在参数设置列表中单击Geometry后的按钮，完成体的选择，设置Type为Sphere of Influence，设置Sphere Center为刚刚创建的坐标系，设置Sphere Radius为0.005、Element Size为0.0005，如图3-84所示，显示的模型会自动更新，以方便预览影响球的范围，如图3-85所示。

执行命令生成网格，如图3-86所示，此时所选影响球范围邻近面的网格更细。在Section Planes列表中单击复选框将剖切截面显示打开，此时的网格效果如图3-87所示。

8．保存文件并退出

单击Meshing界面右上角的（关闭）按钮，退出Meshing界面，并返回Workbench主界面。

在Workbench主界面中单击常用工具栏中的（保存）按钮，保存刚刚创建的模型文件。

单击主界面右上角的（关闭）按钮，退出Workbench，完成模型的网格划分。