ANSYS高级分析自适应网格.doc

ANSYS高级分析-自适应网格 1 引言??? 当面对一个具体需要分析的问题时，往往无法确定什么样的网格密度能够得到满足需要的结果。基于这一点考虑，ANSYS程序提供了近似的技术自动估计特定分析类型中因为网格划分带来的误差。通过这种误差估计，ANSYS可以确定网格是否足够细。如果结果误差超出预期，程序将自动细化网格以减少误差。这一自动估计网格划分误差并细化网格的过程就叫做自适应网格划分，然后通过一系列的求解过程使得误差低于用户指定的数值。2 自适应网格划分前提??? ANSYS调用程序预先写好的宏“ADAPT.MAC”完成自适应网格划分的功能。用户的模型在使用这个宏之前必须满足如下条件：??? 1）标准的ADAPT过程只适用于单次求解的线性静力结构分析和线性稳态热分析。??? 2）模型最好应该使用一种材料类型，因为误差计算是根据平均结点应力进行的，在不同材料过渡位置往往不能进行计算。而且单元的能量误差是受材料弹性模量影响的。因此，在两个相邻单元应力连续的情况下，其能量误差也可能由于材料特性不同而不一样。在模型中同样应该避免壳厚突变，这也可能造成在应力平均时发生问题。??? 3）模型必须使用支持误差计算的单元类型。（见表1）??? 4）模型必须是可以划分网格的：即模型中不能有引起网格划分出错的部分。 表1 适用单元 3 自适应网格划分基本过程??? 自适应网格划分的基本过程包括如下几步：??? 1）首先进入前处理器（/PREP7或Main MenuPreprocessor）。然后指定单元类型，实参和材料特性，前提是满足上面提到的条件。??? 2）用实体建模过程建立模型，用户不需指定单元大小也不用划分网格，ADAPT宏会自动划分网格。??? 3）在PREP7中或在SOLUTION(/SOLU或Main MenuSolution)中指定分析类型，分析选项，载荷和载荷步选项。在一个载荷步中仅施加实体模型荷载和惯性荷载（加速度，角加速度和角速度）。??? 4）如果在PREP7中，退出前处理器[FINISH]。（可以在SOLUTION或在初始状态下激活ADAPT宏）。??? 5）通过命令或菜单操作的方法激活自适应求解：??? Command: ADAPT??? GUI: Main MenuSolutionAdaptive Mesh??? 需注意的是可以在热或结构分析中使用ADAPT宏，但不能在一次自适应分析中同时进行这两种不同类型的计算。在自适应网格划分的迭代过程中，单元的大小将作调整（在FACMN和FACMX指定的范围内）以减小或增加单元能量误差，直到误差满足指定的数值（或指定的最大求解次数）为止。??? 6）当自适应网格计算收敛时，程序自动将单元形状检查打开[SHPP,ON]。然后返回SOLUTION或初始状态，这取决于激活ADAPT的状态。??? 7）进入POST1用标准操作进行后处理。4 总结ANSYS每一种应用技术的提出，都有其针对性和适用区域，当对ANSYS的操作环境有了足够的熟悉之后，再对ANSYS这些独有的分析技术进行研究和应用会别有一番滋味，网格划分自适应技术作为ANSYS高级分析技术比较简单和容易理解的一种，能够掌握和应用它能够给特定的分析带来便利和获得更加可靠精确的分析结果-学无止境，唯锐意进取得之！ 本篇基于ANSYS从应用的角度来引述自适应网格的使用过程和实例分析，为ANSYS高级分析技术自适应网格划分部分用法抛砖引玉，更加具体、更深入的细节需要从具体的问题中寻找答案。1 引言 如果用户清楚某个部分网格划分的误差相对影响较小时（如应力水平较低且变化较小），可以将这些区域从自适应网格划分中排除以加快分析速度。同样，用户也许想将接近应力奇异点的部分（如集中载荷）排除掉。选择逻辑操作可以解决这类问题，如图1所示效果。 图1 选择自适应能改进有应力集中的模型 当用户选择了一个关键点集，ADAPT宏仍将包含进所有的关键点（在选择的和未选择的关键点都作网格改动），除非将ADAPT命令（Main MenuSolutionAdaptive Mesh）中KYKPS设为1。如果用户选择了一个面或体集，ADAPT宏将只在选择的区域调整网格大小。此时必须在激活ADAPT宏之前在PREP7中对整个模型进行网格划分。 2 关于用户子程序-定制ADAPT宏 针对具体分析问题特点，标准的ADAPT宏往往并不能满足分析需要。例如，用户可能想同时对面和体进行网格划分，这在标准宏当中是不可以的。对于这种或其他一些类似情况，可以对ADAPT宏进行修改使之适用于特定的分析。ANSYS程序用宏这种方式完成自适应网格划分，本身就使得用户可以对其进行相应的修改以适应不同的要求。方便的是，用户不用总是通过修改ADAPT代