网格优化过程是一个反复尝试的过程,所以网格优化的流程也不是一成不变的。每一次进行优化的模型不同,有限元分析目的不同,网格优化的步骤也不同。以下介绍网格优化的一般流程。
A:检查三维模型表面是否有细微的峭壁或罅缝,确定这些结构细节是三维重建误差还是所分析结构本身固有的,如果是结构本身固有的,确定是否是本次有限元分析所关注的问题。一般来说,这些细节会增加有限元模型的复杂程度,影响有限元分析的结果,可以用“Wrap”命令消除。
B:三维重建模型表面,一般由于CT扫描的噪声会造成表面坑坎不平,可以用“Smooth”命令光顺表面。
C:执行“Reduce Triangles”命令缩减三角网格数量。
D:检查三角网格小边边长(smallest edge length)和大边边长(largest edge length)的分布情况,记下平均小边长度和平均大边长度。如果发现有太多小的三角网格,可以用“Filter Small Edges”命令过滤细小的三角网格。
E:对三角网格进行自动优化“Auto Remesh”,注意只能在“Shape measure”中选择测量参数,一般有限元分析选择“Height/Based(N)”,流体分析选择“Skewness(N)”,设定优化阈值为0.3~0.4。
F:在保持自动优化质量的同时缩减三角网格数量,执行“Quality Preserving Reduce Triangles”命令。
G:如果仍有低于优化阈值的三角网格,可以调整自动优化命令的参数,增加允许误差(geometric error),再次进行自动优化。
H:以上操作均是选择全部三角网格,如果仍有低于优化阈值的三角网格,可以选择局部标记的三角网格(marked)操作。
I:要进一步减少三角网格数量,可以调整缩减三角网格命令的参数,增加允许误差(geometric error),反复执行多次“Quality Preserving Reduce Triangles”命令,直到合适为止。
J:执行“Self-intersection test”命令,检查自交三角面片并将其删除,然后填补空洞(fill hole)。
K:如果仍存在小的三角网格,但又不想增加整体几何误差,可以人工选择并塌陷(collapse)。
L:如果感觉或在有限元分软件中提示模型存在锐缘(sharp),即两个三角面片之间夹角太小,可以检查模型的锐缘(sharp geometry)并人工修正。
M:如果需要优化三角面片之间过渡,执行“Growth Control”命令。
N:在有限元分析时壁厚要求至少4个单元,在流体分析时壁厚要求至少1~2个单元,检查壁厚与边长比值(wall thickness/edge length),搜寻这些区域并人工修正。
O:执行“Create Volume Mesh”命令创建有限元网格。
P:执行“Analyze Mesh Quality”命令检查有限元网格质量。
Q:如果有低于要求的有限元网格,则分析原因并重新进行网格优化。
R:如果有限元网格符合要求,则可以退出网格优化并导出相应软件的有限元网格文件。
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