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用 I-deas 对大模型划分四面体网格 (4)  

2011-05-24 07:40:09|  分类: I-deas 资料 |  标签: |举报 |字号 订阅

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三 小结
        现对采用 I-deas  提供的 Section 工具对复杂结构划分网格的主要过程做一个小结。
        整个过程可以归纳为如下几个阶段和步骤: 
         A.   处理 CAD 模型
            1.   了解整个 CAD  模型的拓扑组成。
            2.   对 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。 
    
        B.   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 Loops 的尺寸等参数。
            4.   对创建的 Sections 执行:合并几何一致的 Sections、清理短曲线、清理狭长区域、添加 Patch – 补充缺失的面,等。 
  
       C.   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 (组 Filletsections 中的 Sections)。
           7.   对成组的圆柱 Sections 划分网格;
           8.   对其余 Sections 划分网格;
        在 6、7、8  步中如有不能划分网格的 Sections,采用下面方法处理。 
             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 f ~ i 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 f ~ i 步,直到全部 Sections 成功划分网格,预览网格,然后 OK  退出。 
  
    D.   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。
       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。
         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。 
  
       如有未通过检查的单元,处理如下:
            a.   将未通过检查的单元置入一个组; 
            b.   将与这些单元相关的 Sections 加入该组; 
            c.   显示该组,然后对其中的 Sections 和网格进行编辑[注]、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 A~F 步。 
  
     [注] 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。

    需要注意的是: 在操作过程中,有时已经消除了自由曲线,但是如果进行了清除短曲线、合并曲线、替换曲线等操作,有时又会出现新的自由曲线。因此,在执行这些操作后,应该重新检查是否存在自由曲线。
  
    E.   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,因为可能没有 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、边-面、点-边等); 
               h.   多于两个三角形共享一个单元边界。 
   
        其中情况 a ~ e 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 b、c、e、f 由 Delaunay  和 Advancing Front  算法识别;情况 g  需要用 Delaunay  算法识别;

    情况 h  仅在 Advancing Front  算法失败时,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。

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