Управление переходной сеткой

Чтобы улучшать сетку, нужен постепенный переход от малых элементов на границах к большим элементам во внутренней области. В этом случае используется опция Lab =TRANS команды MOPT, чтобы управлять степенью перехода от тонких до грубых элементов. Рисунок 3.7 показывает ту же самую поверхность с опцией MOPT, TRANS, 1.3 используемый в дополнение к установке команды MOPT, которое произвело предыдущую сетку. Эта сетка имеет значительно меньшее количество элементов, чем сетка на рис. 3.6, и содержит довольно гладкий переход от малых элементов до больших элементов. Также, отношения длин коротких сторон элементов к диаметру значительно лучше, чем в сетке на рис. 3.6.

Рис. 3.7 Пример разбиения поверхности с расширением и контролем плавности перехода размеров элементов.(492 элемента)

Вы можете также использовать команду MOPT, чтобы управлять формой элементов поверхности (треугольник или четырехугольник) и тетраэдальным типом разбиения, которое ANSYS использует, чтобы производить разбиение [AMESH, VMESH].

Замечание - Четырехугольная поверхность основания сетки будет отличаться от той, на которой выбрана треугольная сетка. Это правильно, потому что алгоритм разбиения всего свободного четырехугольника, использует треугольное разбиение как исходную точку.

Используемая команда: MOPT. Интерфейс: Main menu > Preprocessor > -Meshing-mesher Opts.

Примечание. – При использовании интерфейса возникает диалоговое меню с опциями разбиения.

Опции разбиения поверхности.

Доступны следующие опции для треугольного разбиения поверхности:

· Допустим, ANSYS выбрал треугольную поверхность для разбиения. Это является рекомендуемой установкой и по умолчанию. В большинстве случаев, ANSYS выберет главный треугольный элемент, который является элементом пространства Римана. Если выбранный элемент выдает ошибку по любой причине, ANSYS выбирает альтернативный элемент и повторяет операцию разбиения.

Чтобы выбирать эту опцию, введите команду (MOPT, AMESH, DEFAULT). В интерфейсе доступ к опции осуществляется через диалоговое окно. Опция выбирается в меню треугольного разбиения.

· ANSYS использует главную треугольную поверхность элемента (элемент сетки пространства Римана), и это не вызывает замену элемента, если главный элемент выдает ошибку, Элемент пространства Римана хорошо подходит для большинства поверхностей.

Чтобы выбрать эту опцию, введите команду (MOPT, AMESH, MAIN). В интерфейсе доступ к опции осуществляется через диалоговое окно. В этом случае нужно выбрать MAIN.

· В качестве первого альтернативного элемента используется поверхностный треугольный элемент (элемент трехмерной сетки), ANSYS использует первый дополнительный треугольный элемент, и это не вызывает переход к другому элементу, если этот элемент приводит к неудачному разбиению. Эта опция не рекомендуется для быстрого решения. Однако, для поверхностей с вырожденными параметрическими пространствами, этот элемент часто обеспечивает лучшие результаты.

Чтобы выбрать эту опцию, введите команду (MOPT, AMESH, ALTERNATIVE). В интерфейсе доступ к опции осуществляется через диалоговое окно. Нужно выбрать ALTERNATIVE в меню треугольного элемента

· Вторая дополнительная поверхность треугольного элемента (двумерный элемент параметрического пространства). ANSYS использует второй дополнительный треугольный элемент, и это не приводит к выбору другого элемента, если этот элемент приводит к неудачному разбиению. Эта опция не рекомендуется для использования на поверхностях с вырождениями (сферы, конусы, и так далее) или на плохо параметризированной поверхности, потому что может быть построена плохая сетка.

Чтобы выбирать эту опцию, введите команду (MOPT, AMESH, ALT2). В интерфейсе доступ к опции осуществляется через диалоговое окно. Нужно выбрать ALTERNATIVE 2 в меню треугольного элемента.

Опции, перечисленные ниже доступны для квадратичной поверхности разбиения. Имейте в виду, что элемент поверхности четырехугольника будет отличаться основаниями, на котором выбрана поверхность треугольника. Это правильно, потому что алгоритм свободного разбиения четырехугольника, рассматривает элемент треугольника как исходную точку.

· Допустим ANSYS выбрал поверхностный четырехугольный элемент. Это – рекомендуемая установка, и по умолчанию. В большинстве случаев, ANSYS выберет главный четырехугольный элемент, который является элементом типа Q - MORPH. Для очень грубого разбиения, ANSYS может выбирать дополнительный четырехугольный элемент вместо этого. Если любой элемент приводит к ошибке по любой причине, ANSYS использует другой элемент и повторяет разбиение.

Чтобы выбирать эту опцию, наберите команду (MOPT, QMESH, DEFAULT). В интерфейсе доступ к опции осуществляется через диалоговое окно. Нужно выбрать QUAD в меню элементов.

· Главный четырехугольный поверхностный элемент (Q - MORPH). ANSYS использует главный элемент, и это не приводит к замене элемента, если главный элемент терпит неудачу.

В большинстве случаев, Q – MORPH элемент приводит к более качественным элементам (см. рис 3.8). Q – MORPH элемент особенно выгоден для пользователей, чьи задачи требуют чувствительных граничных, высоко правильных узлов и элементов.

Рис. 3.8. Пример разбиения поверхности с альтернативными (а) квадратичными элементами. Разбиение (в) показывает ту же самую поверхность с использованием Q – MORPH элементов.

Заметим, что оба разбиения, показанные на рисунке, содержат один треугольный элемент. (Треугольные элементы заштрихованы) Треугольный элемент на рисунке 3.8(a) расположен на границе поверхности. Треугольный элемент на рисунке 3.8(b) - внутренний элемент, что более желательно для данного разбиения.

Для Q – MORPH элементов возможно разбиение полностью четырехугольниками всей поверхности, общее количество делений линий на границах области должно быть равным. (В большинстве случаев, при включении режима SMRTSIZE [SMRTSIZE, SIZLVL ], получается результат при равном общем количестве делений линий на границах.)

Треугольный элемент (или элементы) приведет к разбиению поверхности, если любое из этих утверждений истинно:

1. Общее количество делений линий на границах области нечетно.

2. Производится деление четырехугольного элемента или выдается сообщение об ошибке элементов [MOPT, SPLIT, ON или MOPT, SPLIT, ERR], и четырехугольный элемент в нарушении пределов ошибки формы был бы создан, если ANSYS не преобразовал элемент в треугольники. Деление для элементов включено по умолчанию при возникновении ошибки.

3. Если опция деления четырехугольных элементов включена, с выдачей сообщения об ошибке и предупреждении при ошибке формы четырехугольного элемента, [MOPT, SPLIT, WARN], выдается сообщение о предупреждении, если ANSYS не разделяет элемент в треугольники.

4. При делении четырехугольного элемента включается режим для a) сообщения об ошибочных элементах или b) ошибки и предупреждения, что поверхность содержит малый угол (< 30 °) между смежными граничными интервалами. См. рис. 3.9.

Чтобы выбирать эту опцию (Q – MORPH), наберите команду MQPT, QMESH, MAlN, в интерфейсе, доступ осуществляется в диалоговом меню и нужно выбрать MAIN из меню Quad.

Рис. 3.9 Треугольный элемент, созданный в малом угле поверхности, при включении опции деления четырехугольника

Альтернативный четырехугольный элемент поверхности. ANSYS использует альтернативный элемент, при этом не вызывается главный элемент, если альтернативный элемент терпит неудачу.

Для этого элемента, чтобы произвести полное разбиение четырехугольной поверхности, общее количество делений линий на границах поверхности должно быть равным, и режим деления четырехугольного элемента должен быть выключен [MOPT, SPLIT, OFF].

Чтобы выбрать эту опцию, введите команду [MOPT, QMESH, ALTERNATIVE]. В интерфейсе, доступ осуществляется через диалоговое окно «опции разбиения» (MESHER OPTION) и нужно выбрать ALTERNATIVE в меню четырехугольного элемента. Чтобы использовать этот элемент, вы должны выбрать или первый альтернативный или второй альтернативный треугольный поверхностный элемент.

Опции тетраэдрического элемента.

Доступны следующие опции для тетраэдрического элемента

· При выборе тетраэдрического элемента это соответствует установке по умолчанию. С этой установкой, ANSYS использует главный тетраэдрический элемент, когда это возможно; иначе используется альтернативный тетраэдрический элемент, (ANSYS всегда использует альтернативный тетраэдрический элемент при разбиении с P - элементами).

Чтобы выбрать эту опцию, введите команду [ MOPT, VMESH, DEFAULT]. В интерфейсе доступ осуществляется через диалоговое окно (MESHER OPTION) и нужно выбрать «программный выбор» (PROGRAM CHOOSE) в меню тетраэдрического элемента (Tet mesher).

· Главный тетраэдрический элемент. Для большинства моделей, этот элемент работает значительно быстрее, чем альтернативный элемент.

Чтобы выбрать главный тетраэдрический элемент, введите команду [ MOPT, VMESH, MAIN]. В интерфейсе доступ осуществляется через диалоговое окно (MESHER OPTION) и нужно выбрать MAIN в меню тетраэдрического элемента (Tet mesher).

· Альтернативный тетраэдрический элемент. Этот элемент не поддерживает генерацию тетраэдрического разбиения объема от граней [FVMESH]. Если этот элемент выбран, и вы вводите команду FVMESH, ANSYS использует главный тетраэдрический элемент, для создания разбиения от граней и выводит предупреждающее сообщение.

Чтобы выбрать альтернативный тетраэдрический элемент, введите команду [ MOPT, VMESH, ALTERNATIVE]. В интерфейсе доступ осуществляется через диалоговое окно (MESHER OPTION) и нужно выбрать ALTERNATIVE в меню тетраэдрического элемента (Tet mesher).