關(guān)于有限元網(wǎng)格劃分的6個(gè)誤區(qū)，你一定要看

之前有寫一篇《網(wǎng)格畫得越細(xì)，有限元分析結(jié)果就越精確？》，很多人在后臺(tái)留言說能不能關(guān)于網(wǎng)格劃多分享一些，這不，今天就給你安排上。

有限元網(wǎng)格劃分，其中有六個(gè)知識(shí)點(diǎn)是很容易被工程師們誤解，具體如下：

誤區(qū)一： 好的網(wǎng)格就一直是好的

為獲得高質(zhì)量網(wǎng)格，CAE工程師們會(huì)花費(fèi)大量時(shí)間和精力在改變網(wǎng)格尺寸、分解幾何及簡化幾何等方面，仔細(xì)地檢查網(wǎng)格劃分軟件中關(guān)于網(wǎng)格質(zhì)量的輸出報(bào)告并對(duì)網(wǎng)格劃分過程進(jìn)行精細(xì)的控制。

這有必要但不可取，因?yàn)楹玫木W(wǎng)格并不一直都是好網(wǎng)格。網(wǎng)格好與壞取決于要模擬的物理問題。

例如，當(dāng)你劃分了一個(gè)非常好的網(wǎng)格，能夠完美的捕捉翼型表面的流動(dòng)，并且能準(zhǔn)確的計(jì)算所有的力。但是如果當(dāng)計(jì)算條件發(fā)生了改變，比如說流動(dòng)攻角從0°變成了45°，之前好的網(wǎng)格還是好網(wǎng)格么？很有可能就不是了。

一個(gè)好的網(wǎng)格總是與具體的物理問題相關(guān)聯(lián)。當(dāng)計(jì)算條件發(fā)生改變（如改變邊界條件或載荷條件，改變分析類型或流動(dòng)模型）后，好的網(wǎng)格可能會(huì)變?yōu)椴缓玫木W(wǎng)格，雖然幾何形狀并沒有發(fā)生任何改變。

誤區(qū)二： 好的網(wǎng)格必須完全符合CAD模型

實(shí)際上，好的網(wǎng)格應(yīng)該是能更好地反映物理本質(zhì)，而不是完全貼合CAD模型。CAE仿真的目的是獲取計(jì)算對(duì)象上的物理量分布，如應(yīng)力、應(yīng)變、位移、速度、壓力等。CAD模型只是物理對(duì)象的簡單近似，包含了大量與分析不相關(guān)的細(xì)節(jié)，這些細(xì)節(jié)對(duì)于計(jì)算分析準(zhǔn)確性貢獻(xiàn)很小，卻會(huì)極大地增加計(jì)算開銷。因此，了解系統(tǒng)中的物理模型至關(guān)重要，好網(wǎng)格應(yīng)當(dāng)基于物理模型并對(duì)CAD模型進(jìn)行簡化。

誤區(qū)三： 六面體網(wǎng)格總是優(yōu)于四面體網(wǎng)格

實(shí)際做仿真分析時(shí)，對(duì)于實(shí)體模型，并不是六面體網(wǎng)格總是優(yōu)于四面體網(wǎng)格，到底選擇哪個(gè)還需要根據(jù)實(shí)際情況而定。

若劃分六面體網(wǎng)格很容易，選擇一階六面體網(wǎng)格；因?yàn)槠渚雀叨矣?jì)算量小，既能保證效率，保證精度，簡直完美。

若很難劃分六面體網(wǎng)格，建議直接用二階四面體網(wǎng)格；若強(qiáng)行劃分六面體網(wǎng)格，需要花費(fèi)工程師大量的時(shí)間，不劃算；直接劃分二階四面體網(wǎng)格，節(jié)省工程師的時(shí)間，多上幾個(gè)核并行計(jì)算，可以抵消計(jì)算量大帶來的低效率問題。

若存在結(jié)構(gòu)大變形，如發(fā)動(dòng)機(jī)橡膠懸置，四面體網(wǎng)格容易產(chǎn)生網(wǎng)格畸變，還是建議對(duì)模型進(jìn)行簡化，劃分六面體網(wǎng)格。

誤區(qū)四：所有區(qū)域都需要相同的網(wǎng)格密度

在有限元分析中，不同區(qū)域的物理特性和分析需求可能不同。因此，不同區(qū)域可能需要不同的網(wǎng)格密度。在應(yīng)力集中或幾何形狀復(fù)雜的區(qū)域，可能需要更密的網(wǎng)格以獲得更精確的結(jié)果。

誤區(qū)五：映射網(wǎng)格總是比自由網(wǎng)格好

映射網(wǎng)格和自由網(wǎng)格各有其優(yōu)缺點(diǎn)。映射網(wǎng)格具有規(guī)則的單元形狀和更好的數(shù)值穩(wěn)定性，但可能不適用于所有幾何形狀。自由網(wǎng)格對(duì)單元形狀無限制，可以應(yīng)用于各種復(fù)雜的幾何形狀，但可能具有較差的數(shù)值穩(wěn)定性。因此，在選擇網(wǎng)格類型時(shí)，應(yīng)基于幾何形狀和分析需求來確定。

誤區(qū)六：網(wǎng)格劃分是自動(dòng)的，不需要人工干預(yù)

雖然許多有限元軟件都提供了自動(dòng)網(wǎng)格劃分功能，但人工干預(yù)仍然是非常必要的。在網(wǎng)格劃分過程中，可能需要進(jìn)行一些調(diào)整和優(yōu)化，以確保網(wǎng)格的質(zhì)量和準(zhǔn)確性。例如，可能需要調(diào)整網(wǎng)格密度、單元形狀和大小等參數(shù)，以適應(yīng)特定的分析需求。

通過避免這些常見的誤區(qū)，我們可以更好地理解和應(yīng)用有限元網(wǎng)格劃分技術(shù)，從而獲得更準(zhǔn)確、可靠的分析結(jié)果。如果你對(duì)CAE仿真技術(shù)比較感興趣，也想學(xué)習(xí)這塊內(nèi)容，我們元王有相關(guān)的培訓(xùn)課程，小班教學(xué)，如需了解，可咨詢我們。