分享一个Simulation常用收敛小技巧(网格篇)

理性的人很感性

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Simulation常用收敛小技巧(网格篇)

网格控制在CAE分析重占有举足轻重的地位，不论是最基础的静态分析，或是至运算较为复杂的非线性分析，网格控制是否合理绝对与项目的收敛程度息息相关的。

首先当我们在产生网格时，会先看到(图1)的控制bar，这控制bar是我们调整网格的方式之一，是以较直观的方式来控制网格，将网格以粗细之分，告知使用者当托bar越靠近粗的位置，网格越粗糙，靠近细的时候，网格越精细，重设的功能则是让Simulation自行为用户判定该模型最适当的大小。这项功能一般使用在模型较为简易，无太多几何特征需要做网格控制时所使用。

(图1)

(图2)

关于标准网格与基于曲率网格，基于曲率网格会针对圆角或是细碎面特征加以细化，因此当遇到模型有许多细碎特称时，很容易造成网格数量的暴增(图3)，而这种情形并不是我们所乐见的。由图中可以发现利用标准网格与基于曲率网格明显的差异，于模型中间圆孔处边缘的导圆角，基于曲率网格会加以细化，以至于总元素与总节点超过标准网格的2倍。

(图3)

因此对于标准网格与基于曲率网格的使用时机选择，当分析的模型较为简单，或是可以使用2D简化的方式模拟时，可考虑使用基于曲率网格，节省时间又能达到一定的准确度。而对于一般组合件模型，则考虑使用标准网格去做控制，避免不必要的网格数过多，造成长时间的运算及出错率。

不论标准网格或是基于曲率网格，都可以使用参数的方式去做控制，通常我们会利用Simulation判定的网格尺寸上下调整至整数，再配合公差的来执行网格的切划。而调整的尺寸多少才达到精度的标准呢？一般而言，我们会观注于应力或是变形量较大的位置，至少要有3层以上的网格，以(图4)来说明，假设该模型的周边是我们所关注的，那么B模型有3层以上的网格，此精度对于分析来说是足够的。

(图4)

一般公差的范围在网格大小的1/100至1/20，这边的公差是指网格与网格之间在产生过程中的公差精度，而预设的公差为1/20，所以当我们第一次产生网格时如果无法顺利生成，可以微调公差，将公差值调小，对于模型产生网格是非常有帮助的。

自动转变只能够使用于标准网格。当核取时，程序会将网格控制自动套用到小特征、钻孔、圆角及其他的模型细部，与基于曲率网格的功能雷同，差别在于自动转变只针对细部模型的部分，而基于曲率算法是对于高曲率区域产生更多的元素。在网格化许多较小特征及细部的大型模型时，建议清除自动转变以免产生大量的元素。部分细小特征是分析过程关注的地方，可以再配合手动网格控制方法，针对应力集中处的网格再进行细微化即可。(图5)为没有核选自动转变与核选的差异，。

(图5)

最后我想跟你分享的是进阶选项(图6)里的功能设定，白话点的方式来说，Jacobian点作用在于检查，粗略质量网格作用在于测试，为实体自动尝试是针对懒人设计帮助你有效率的产生网格。

Jacobian点检查一般仅供高质量网格使用。 设定积分点数，用来检查四面体元素的扭曲程度。 您可将 Jacobian check 基于 4、16、29 Gaussian 点或在节点。不过通常只有在非线性分析时，我们会严谨些提高Jacobian点至16以上，并做网格质量上的检查。Jacobian值越接近1越好，其值不能趋近于0或负值，否则将导致严重的局部网格失败。

(图6)

(图7)分别为12mm、7mm、1mm取样出来的网格Jacobian测试，会发现网格尺寸越小，Jacobian值越接近1，网格尺寸到1mm的时候虽然Jacobian值为1.05，但是模型总元素以达到186万左右，此时从运算时间与精度取一平衡点，我们可以选择网格7mm的尺寸大小即可。

(图7)

经由表格的方式(图8)(图9)做交叉比对，由于网格尺寸在4mm时，元素开始暴增，尺寸11mm Jacobian值偏高，因此很容易观察出较适合该模型网格的尺寸在5mm-10mm之间。

(图8)

(图9)

粗略质量网格则是一般我们所提到的一阶元素，此元素为4个节点的4面体元素，通常在仿真落下测试时，为了加速程序的运算，先得到趋势结果，会勾选粗略质量网格来进行运算。

为实体自动尝试(图10)的功能中，当你网格一直失败，但突然需要离开计算机前面时，可以输入我们要尝试重新网格的次数，让Simulation帮您去做测试，程序会自动重新网格化模型。整体元素大小及每次尝试公差缩减的比例是 0.8。不过前提必须一定要是标准网格，当然这个比例0.8也可以于Simulation选项中网格的默认值去做调整。

(图10)

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看完了这篇Simulation收敛小技巧(网格篇)，相信你对网格的认识又更进了一步，也祝各位往后在Simulation使用上能更加顺利上手。

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无敌老大

谢谢分享！！

不仅仅是右手

这不是最近的版本，因为在2016版之后又增加了基于混合曲率的网格器
在网格 PropertyManager 中，选择基于混合曲率的网格。
借助基于混合曲率的网格器，您可尝试网格化无法使用标准或基于曲率的网格器进行网格化的模型。

申ss

xiaobing86203

很实用的关键技巧。

理性的人很感性

不仅仅是右手 发表于 2018-2-28 12:03
3 S; r7 P4 t3 ~& O这不是最近的版本，因为在2016版之后又增加了基于混合曲率的网格器
2 o3 }! a! ~* F. ?$ C在网格 PropertyManager 中，选择基于 ...

有没有教程，分享一下呗。

吴高位

很实用，谢谢

溺光_Igyv0

实用技巧 谢谢分享

葛式一

学习了

八月骐_sKvBo

henqiangda