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尽管现在FEA及CFD中出现了一些无网格软件，然而对于大多数CAE使用者来说，网格划分依旧是一个非常重要的任务。 怎么强调 生成高质量的网格的重要性都不过算过分。然而“高质量的网格”或者说“足够好的网格”，该如何定义呢？仅仅依靠网格生成软件输出的网格质量报告来评价么？当然分析网格生成软件输出的网格质量报告是网格划分过程中必不可少的一部分，但是仅靠软件输出的这些关于网格质量的报告是不够的，使用者还应当结合自己的物理问题，才能对网格是否足够好作出准确判断。 很不幸，人们对于“好网格”存在误解。如今在工程专业课堂中已经很难找到网格划分方面的课程了，网格划分的数值算法在大多数的工程专业中也都变成选修课了。因此，新一代的CAE使用者对于“CAE系统中网格生成器是如何工作的”缺乏认识就不足为奇了。 误区1 高质量网格必须完全符合CAD实体 如今越来越多的CAE使用者是从设计岗转过来或兼职的，更倾向于分析实体的所有几何细节。然而高质量网格是为了贴近物理现实，而不是CAD文件。CAE仿真的目的是为了获取分析对象的物理量，比如应力、应变、位移、CAD实体文件仅仅是物理现实的简单近似，其中掺杂着大量与分析目的不相关的细节。这些细节对于结果的准确性贡献很小，却会增加软件计算时间和耗费系统资源。总的来说，是你对要分析的对象有完整的了解，才有可能生成高质量网格。 误区2 高质量网格是必须的 我们经常看到使用者为了获得高质量网格，花费大量时间和精力改变网格尺寸、简化形状、分解实体等等。他们使用网格划分软件对网格划分过程进行精细的控制。当然了，这的确是必要的。然而要明白，软件认为的高质量网格不一定真的是高质量的，网格的好与坏取决于你要分析的物理求解方向，方向一变，边界条件也要变，结果之前的高质量网格就pass掉了，虽然CAD实体没有变化。 误区3 六面体网格总是优于四面体网格 许多老教材，乃至老鸟们都谆谆教导六面体网格优于四面体网格，并且会告诉你四面体网格会产生多么大的数值误差。OK，历史上人们确实喜欢六面体网格，那是有原因的。 1 硬件配置差，内存小。六面体网格能减小网格数量，节省分析时间。 2 当时的非结构网格求解器技术不成熟 3 当时只有结构网格才能用于CFD网格求解器 随着技术的发展，多数商业CAE和CFD程序已经达到采用四面体网格得到类似六面体网格的计算结果。当然，四面体网格需要更多的系统资源，但是节省网格生成时间已经能抵消掉多消耗的系统资源了。对于多数工程问题，六面体网格的计算优势并没有多高。 对于特殊的行业应用，比如航空的空气动力问题，仍然优先使用六面体网格，这是因为 1行业惯例 2行业软件只能生成六面体网格 3使用者非常透彻理解分析对象，知道如何对齐网格 然而对于多数的在一般行业工作的CAE使用者而言，实体文件结构稍微复杂些，花大量时间生成六面体网格那是浪费，多数情况下，结果好不了哪去。 误区4 高质量网格不能通过网格自动化生成 做软件的和卖软件的，为了显示它高端的软件，会告诉使用者，这玩意允许你手动控制。言外之意，手动控制才能生成好的网格。对于上门推销的，手动控制方显B格，然而对于工程师来说，这是一种误导。自动划分网格能智能分析实体结构，计算曲率，找到沟槽，找到小的特征，找到硬的边，找到尖锐的角，并能采用更合适的网格划分参数。对于多数用户来说，软件能收集到更多的实体几何数据。
对于多数使用者来说，软件应该能够设置更优的参数以获取高质量网格。对于网格质量，除非你使用的是非常糟糕的软件，否则自动划分网格肯定比人强，手动控制那是给对问题背后的力学原理掌握的相当深厚的人准备的。 误区5 高质量网格数量相当庞大 现如今，使用超算来分析不是太难，所以很多CAE用户认为网格数量越多越OK。
例如在CFD中，如果要使用标准壁面函数，则粘性子层中的任何节点都会使用壁面函数无效，如果仍了细密
的网格，会产生更多的误差。
细密的网格不等于高质量网格，网格划分的目的是在离散的位置获得解，良好的网格是服务于分析模型的。
只要分析结果符合物理现实并且足够准确，网格就是高质量的。
由此诞生出另一个问题，很多用户使用完整的三维实体文件，在他们眼里，完整的三维实体是最符合物理现实的。
然而如果实体是对称的，则一半实体也能得到结果。因为对称性是强制执行的。再延伸的话，分析对象是轴，则
2D分析的结果比三维结果还准确。
目前，多数CAE软件仍然依赖于网格。所以高质量的网格具有以下特征：
1能够求解要研究的物理问题
2具有合理的数量，不会累死求解器
3基于力学原理进行实体简化
4网格数量要看具体问题
5满足项目需求。 | 
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发表于 2018-4-12 18:39:58
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