搜索【技術(shù)篇】網(wǎng)格質(zhì)量檢查
2017-04-01 by:CAE仿真在線 來(lái)源:互聯(lián)網(wǎng)
查看網(wǎng)格劃分的質(zhì)量,提供詳盡的質(zhì)量度量列表,如表所示,ANSYS ,可以查看網(wǎng)格度量圖表,能夠直觀地在該圖表下進(jìn)行各種選項(xiàng)控制。
單 元 質(zhì) 量
除了線單元和點(diǎn)單元以外,基于給定單元的體積與邊長(zhǎng)的比值計(jì)算模型中的單元質(zhì)量因子,該選項(xiàng)提供一個(gè)綜合的質(zhì)量度量標(biāo)準(zhǔn),范圍為0~1,1代表完美的正方體或正方形,0 代表單元體積為零或負(fù)值。
縱 橫 比
縱橫比對(duì)單元的三角形或四邊形頂點(diǎn)計(jì)算長(zhǎng)寬比,參見圖,理想單元的縱橫比為1,對(duì)于小邊界、彎曲形體、細(xì)薄特性和尖角等,生成的網(wǎng)格中會(huì)有一些邊遠(yuǎn)遠(yuǎn)長(zhǎng)于另外一些邊。結(jié)構(gòu)分析應(yīng)小于20,如四邊形單元警告限值為 20,錯(cuò)誤限值為1E6。
雅 克 比 率
除了線性的三角形及四面體單元,或者完全對(duì)中的中間節(jié)點(diǎn)的單元以外,雅可比率計(jì)算所有其他單元,高雅克比率代表單元空間與真實(shí)空間的映射極度失真 。雅可比率檢查同樣大小尺寸下,二次單元比線性單元更能精確地匹配彎曲幾何體。在尖劈或彎曲邊界,將中邊節(jié)點(diǎn)放在真實(shí)幾何體上則會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)生邊緣相互疊加的扭曲單元。一個(gè)極端扭曲單元的雅可比行列式是負(fù)的,而具有負(fù)雅可比行列式的單元?jiǎng)t會(huì)導(dǎo)致分析程序終止。所有中邊節(jié)點(diǎn)均精確位于直邊中點(diǎn)的,正四面體的雅可比率為 1.0。隨著邊緣曲率的增加,雅可比率也隨之增大。單元內(nèi)一點(diǎn)的雅可比率是單元在該點(diǎn)處的扭曲程度的度量,雅可比率小于等于 40 是可以接受的。
翹 曲 因 子
對(duì)某些四邊形殼單元及六面體、棱柱、楔形體的四邊形面計(jì)算,參見圖,高翹曲因子暗示程序無(wú)法很好地處理單元算法或提示網(wǎng)格質(zhì)量有缺陷。理想的無(wú)翹曲平四邊形值為 0,對(duì)薄膜殼單元的錯(cuò)誤限值為 0.1,對(duì)大多數(shù)殼單元的錯(cuò)誤限值為 1,但 Shell181 允許承受更高翹曲,翹曲因子的峰值可達(dá) 7,對(duì)這類單元,翹曲因子為5 時(shí),程序給出警告信息。一個(gè)單位正方體的面產(chǎn)生 22.5°及 45°的相對(duì)扭曲,相當(dāng)于產(chǎn)生的扭曲因子分別為 0.2及 0.4。
平 行 偏 差
以單元邊構(gòu)造單位矢量,對(duì)每對(duì)對(duì)立邊,點(diǎn)乘單位矢量,對(duì)點(diǎn)乘結(jié)果取反余弦得到平行偏差角度,如圖所示。理想值為 0°,無(wú)中間節(jié)點(diǎn)的四邊形的警告限值為 70°,如超過(guò) 150°,則給出錯(cuò)誤信息。
最 大 頂 角
除了 Emag 或 FLOTRAN 單元,其他所有單元都計(jì)算最大頂角,如無(wú)中間節(jié)點(diǎn)的四邊形單元該項(xiàng)警告限值為 155°,而其錯(cuò)誤限值為179.9°,理想三角形最大頂角為 60°,四邊形最大頂角為 90°,參見圖。
傾 斜 度
傾斜度是基本的單元質(zhì)量檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)之一,傾斜度確定如何接近理想形狀(等邊或等角)最優(yōu)值為 0,最差值為 1。表 給出傾斜度的單元質(zhì)量評(píng)估范圍。
正 交 質(zhì) 量
正交質(zhì)量對(duì)單元采用面法向矢量、從單元中心指向每個(gè)相鄰單元中心的矢量,以及從單元中心指向每個(gè)面的矢量計(jì)算。對(duì)面采用邊的法向矢量,以及從面中心到每個(gè)邊中心的矢量計(jì)算,見圖。變化范圍為0~1,最優(yōu)值為1,最差值為0。
對(duì) Fluent 的網(wǎng)格質(zhì)量建議:不推薦采用低正交質(zhì)量或高傾斜率,應(yīng)保證最小正交質(zhì)量大于 0.1 或最大傾斜度小于 0.95,這些值取決于物理場(chǎng)和單元所在位置。如果網(wǎng)格包含不好的單元,Fluent 會(huì)報(bào)告負(fù)的單元體積,網(wǎng)格質(zhì)量評(píng)估如表所示。
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