【科普】對(duì)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(xiàn) 來(lái)源:互聯(lián)網(wǎng)

四面體網(wǎng)格劃分簡(jiǎn)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(fèi)大量的時(shí)間,且對(duì)網(wǎng)格劃分經(jīng)驗(yàn)要求高,但網(wǎng)格數(shù)量較少,可節(jié)省計(jì)算時(shí)間且精度高。那么對(duì)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(wèn)題,平臺(tái)各路豪杰顧抒己見(jiàn),分享了自己的經(jīng)驗(yàn)之談。

總的來(lái)說(shuō),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(shì),在進(jìn)行大型模擬的時(shí)候需根據(jù)想獲得的結(jié)果擇優(yōu),或者結(jié)合使用,相輔相成。專(zhuān)家君莫從各個(gè)角度發(fā)表了自己的看法。

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君莫

1.說(shuō)說(shuō)計(jì)算精度

有限元中,為了提高計(jì)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(jì)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(shí)現(xiàn)。

2.實(shí)際工程應(yīng)用

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

3.折中考慮

在有些商業(yè)有限元軟件中,可以實(shí)現(xiàn)四面體與六面體網(wǎng)格的耦合,比如在需要重點(diǎn)考慮的部位,通過(guò)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(guān)心的位置使用四面體進(jìn)行離散。兩種網(wǎng)格的分界面通過(guò)綁定等進(jìn)行約束。

4.未來(lái)趨勢(shì)

(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(wú)網(wǎng)格法,避免拉格朗日網(wǎng)格嚴(yán)重變形帶來(lái)的精度降低問(wèn)題,這里已經(jīng)沒(méi)有四面體六面體的概念了。

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