【科普】對于大型模擬你是選擇四面體網(wǎng)格還是六面體網(wǎng)格？

2017-03-01 by:CAE仿真在線來源:互聯(lián)網(wǎng)

四面體網(wǎng)格劃分簡單,但精度不高,且網(wǎng)格數(shù)量大。六面體網(wǎng)格劃分需耗費大量的時間,且對網(wǎng)格劃分經(jīng)驗要求高,但網(wǎng)格數(shù)量較少,可節(jié)省計算時間且精度高。那么對于大型模擬,是選擇四面體網(wǎng)格佳,還是六面體網(wǎng)格佳?

就這一問題,平臺各路豪杰顧抒己見,分享了自己的經(jīng)驗之談。

總的來說,四面體網(wǎng)格和六面體網(wǎng)格從不同的角度各有各的優(yōu)勢,在進行大型模擬的時候需根據(jù)想獲得的結果擇優(yōu),或者結合使用,相輔相成。專家君莫從各個角度發(fā)表了自己的看法。

【科普】對于大型模擬你是選擇四面體網(wǎng)格還是六面體網(wǎng)格？abaqus有限元分析案例圖片1

君莫

1.說說計算精度

有限元中,為了提高計算精度,一種辦法是增加離散單元的數(shù)量,另一種就是使用更高精度的單元,比如六面體或者高階單元,一般的商業(yè)軟件,均采用h單元,最高階才到2階,只有少數(shù)有限元軟件采用p收斂的高階單元。所以從理論上講,為了提高計算精度,使用更多的四面體網(wǎng)格和使用較少的高階六面體網(wǎng)格這兩種方法都可以實現(xiàn)。

2.實際工程應用

上述兩種方法也各有優(yōu)缺點,四面體精度差,但是適應性強,六面體精度相對較高,但是很多很多復雜零件是很難完全用六面體網(wǎng)格離散的。這時候就不得不使用四面體網(wǎng)格進行離散。

3.折中考慮

在有些商業(yè)有限元軟件中,可以實現(xiàn)四面體與六面體網(wǎng)格的耦合,比如在需要重點考慮的部位,通過幾何切分,將其切分為規(guī)則體。然后劃分六面體網(wǎng)格,在不太關心的位置使用四面體進行離散。兩種網(wǎng)格的分界面通過綁定等進行約束。

4.未來趨勢

(1)升階譜有限元采用高階形函數(shù),即高階單元,比如,5階,8階單元這樣即使采用四面體同樣也能獲得很高的精度。

(2)無網(wǎng)格法,避免拉格朗日網(wǎng)格嚴重變形帶來的精度降低問題,這里已經(jīng)沒有四面體六面體的概念了。

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