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用 I-deas 对大模型进行自由网格划分 (V11 版) - 3  

2010-12-12 07:17:30|  分类: I-deas 资料 |  标签: |举报 |字号 订阅

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三 小结

    文中内容相当丰富,现对采用 I-deas Section 功能对复杂结构划分网格的主要过程做一个小结。整个过程可以归纳如下:

    I  处理 CAD 模型

      1. 了解整个 CAD 模型的拓扑组成。

      2. CAD 模型进行修补和简化

      包括检查和自动缝合自由边界、补充缺失的 Surface 等。

 

      创建 Sections

      3. 对所有 Surfaces,自动或手工创建 Sections

      创建前应通过 Create Options 设置自动缝合的间隙、要去掉的小 Lppos 的尺寸等参数。

      4. 对创建的 Sections 执行:合并几何一致的 Section、清理短曲线、清理狭长区域、添加 Patch – 补充缺失的面,等。

 

      创建三角形面网格

      5. 在所有 Sections 上形成线性三角形面网格。

      6. 对圆角划分网格 ( Filletsections 中的 Sections)

 

       对于不能划分网格的 Sections,按如下方法处理:

         A. 显示不能划分网格的 Sections 并创建一个组;

         B. 将相关的 Surfaces 加入该组;

         C. 删除该组中所有的 Sections

         D. 对该组所有 Surfaces 创建单独的 Section

         E. 对新生成的 Sections 划分网格,如仍有不能划分网格的 Sections,则执行 FI 步如下:

         F. 选择 “Modify Mesh Preview”

         G. 在右键菜单中选择 Add Adjacent Area ON

         H. 选择第 E 步分网失败的 Sections

         I. 减小这些 Sections 上的单元长度 (可取上一长度的 1/2),重新划分网格;

         J. 重复 FI 步,直到全部 Sections 成功hfwg ,预览网格,然后 OK 退出。

 

      7. 对成组的圆柱 Sections 划分网格;

      8. 对其余 Sections 划分网格;

       78 步中如有不能划分网格的 Sections,采用同上方法处理。

 

    Ⅳ 检查网格质量、修整网格

      9. 检查网格质量

      主要检查狭长单元 (包括 Aspectiv Ratio),检查是否存在 Stretch < 0.1 的三角形单元。

 

       如有未通过检查的单元,处理如下:

          A. 将未通过检查的单元植入一个组;

          B. 将与这些单元相关的 Sections 加入该;

          C. 显示该组,然后对其中的 Sections 和网格进行编辑[]、修改,以消除单元质量问题 (见下一步)

          D. 对该组中的 Sections 执行自动合并 (也可以对所有 Sections)

          E. 对狭长单元组使用修整内角工具;

          F. 对狭长单元组中的 Sections 清理短曲线;

          对于自动清理不能清除的短曲线,可以手工清除 (删除连接点 – Connectors)

          G. 再次检查单元质量,如仍有 Stretch < 0.1 的单元存在,则重复 AF 步。

 

      10. 另一种 Sections 检查工具是:曲线一致性检查 (Chaeck for  Curves Coincident Within),识别靠近但不相交的 Sections 所形成的狭长区域。

      [] 网格编辑有自动工具和手工工具:

      自动工具有:自动合并 Sections、自动清除短曲线、自动清除狭长区域、修整内角,以及清理单元 (有风险)。仅对狭长单元组中的 Sections 进行。

        其中修整内角的执行菜单为:

          Ctrl+M  ->  Improve Mesh  ->  Fix Include Angles

      手工工具有:Sections 编辑工具,如:替换曲线或 Connectors;删除曲线或 Connectors;添加曲线或 Connectors 等。

 

    在对 Sections 和对网格进行编辑的过程中,注意经常检查单元质量,使得不合格单元越来越少。

    在编辑完成后,需要检查是否存在单元自由边。如发现有单元自由边存在,需要检查是否有 Sections 自由曲线,如没有,可以重新划分全部面网格,一般应能解决单元自由边的问题;如存在自由曲线,需要先解决自由曲线,再重新划分面网格。然后再次检查单元质量,直到全部面单元通过检查且没有单元自由边存在。

 

    Ⅴ 生成体网格

    最好使用 Solid from Shell 来构造体网格,而不是直接对 Volume 划分网格,因为可能没用 Volume

    对所有 Sections 划分面网格成功并不能保证体网格的划分一定成功。导致体网格划分失败的可能因素有:

        A. Stretch < 0.1 的面单元;

        B. 存在一致节点;

        C. 存在一致单元;

        D. 存在 Sections 自由曲线;

        E. 存在单元自由边界;

        F. 面网格中存在需要清理的情况,如需要清理的圆柱等;

        G. 几何交叉的三角形 (-边、边-面、点-边等)

        H. 多余两个三角形共享一个单元边界。

    其中情况 AE 需要在上一步 (检查单元质量),通过修整 Sections 或网格编辑来解决。

    在划分体网格时,情况 BCEF Delaunay Advancing Front 算法识别;情况 G 需要用 Delaunay 算法识别;情况 H 仅在 Advancing Front 算法时失败,可以改用 Delaunay 算法。

    对于体网格出错的区域,需要修改底层的面网格,通常是细分相关的 Sections 上的网格。

    在生成线性四面体网格后,应进行一次狭长单元的检查以清除扁平的单元。对于存在的扁平单元,首先可以用 Plump 命令进行修改,无法修改的,则需通过细分 Sections 上的三角形网格来改正。


四 常用工具

  1.  组 (Groups)

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    I-deas 中的组 (Group) 可以让用户以合理的方法组织 FEM 和几何数据。然后用户可以用组来选择 (鼠标右键,Use Groups) 所需的内容,而不必显示组里的实体。

    一个组可以同时包含有限元数据 (如节点和单元) 和几何数据。在划分网格过程中,广泛地使用了组。在自动创建 section 时也自动地创建了 sections 的组。例如,在对一些 sections 划分网格时,不能划分网格的 sections 被预选出来。可以很容易地将它们加入到一个组里供以后研究。同样,在检查单元质量 ( stretch) 时,出错的单元可以用于创建一个组。

    可以显示 FEM 的某个局部的有问题的部分 (Display Group),在它上面工作要比在整个模型上方便得多。在分网过程中,组最常用于下列情况:

    (1)  识别有问题的单元或 section

    (2)  将第 (1) 步产生的实体建为一个组;

    (3)  使用组管理 (Manage Group) 中的快速过滤器 (Quick Filters) 将有关的项添加到组中 (比如与组中单元有关的 sections)

    (4)  显示组;

    (5)  分辨问题的起源并进行修正;

    (6)  从组中删除已经修改好的实体;

    (7)  重复步骤 5 6,直到组里所有有问题的实体都得到改正。

    在手工编辑 sections 时,限制只显示组可以让用户把注意力集中到需要修改的区域。在编辑 sections 时很少使用 Display All 的简单原因是该显示方式太混乱,使用户不易看清所需的内容。

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显示相邻实体 (Display Adjacent)

用 I-deas 对大模型进行自由网格划分 (V11 版) - 3 - htbbzzg - htbbzzg的博客    Display Adjacent 使用户可以显示与面、sections /或单元相邻的一个区域。这里,相邻的定义是与这些实体有共同的边界、曲线或节点。在编辑 sections 时,了解有问题的局部区域的几何常常很重要。在最初,显示所有实体模式下,用 Display Adjacent (鼠标右键,Display Adjacent Only )

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在选择一个实体后,只显示该实体及其相邻实体。在显示组或选择实体显示模式中,可能会显示多于指定区域的内容。对这种情况,将显示相邻设置为:右键 “append to display”,然后显示内容会随着用户选择实体而增加。

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    附加选项 (在右键菜单中) 可以在 Display Adjacent 时自动添加与所选 sections 相关的单元和节点到显示中。


显示邻近实体 (Display Proximity)

    显示邻近实体 (Display Proximity) 可以让用户选择一个点 (作为搜索中心) 和一个距离 (作为搜索半径),将其中的单元和节点添加到显示中,然后,显示内容仅限于以该中心和半径所确定的圆中的单元和节点。作为可选项 (鼠标右键菜单),相关的几何也可以添加到显示中。

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模型检查 (Model Checks)

    Section 检查

    持久显示有问题的实体时一个有价值的工具。例如,若不能持久显示 section 自由曲线,用户就需要经常执行 section 自由

曲线检查以便正确识别自由曲线的位置 (以及在划分实体网格时将它们缝合到一起)section 自由曲线检查得到的图形是暂时的,因此,任何图形显示都会使 section 自由曲线图形消失,但是,模型检查 sections 自由曲线显示 (Model Checks Section Free Curves display) 将使模型中的 section 自由曲线保持为高亮度。用户总是可以看到 sections 自由曲线的位置并迅速将它们缝合到一起。

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曲线长度检查

    曲线长度检查 (curve length) 用于识别短曲线。在试图清除所有狭长度 (stretch) 小于 0.1 的三角形单元时,清除长度小于总体单元长度 10% 的 sections 是可取的。在手工修改三角形的狭长度时,使用模型检查曲线长度选项 (Model Checks Curve Length option)。通常,一个狭长的三角形定义于或靠近一个短的 section 曲线。

    按宽度检查小 sections (small sections by width) 用于识别可以与邻近 的sections 合并的狭长 sections。这一检查 sections 的方法为自动合并 sections 操作的一种。

 

单元质量检查

    单元质量检查也支持模型检查。作为一个示例,用户可以将单元质量检查标准设置为 stretch < 0.1。然后每个单元将根据它的 stretch 值标以不同的颜色。违反 stretch 标准的单元被标以红色,反之,可接受的单元标以绿色。



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