3.2 网格划分实例

以上简单介绍了ANSYS Meshing网格划分的基本方法及一些常用的网格质量评估工具，下面通过几个实例简单介绍一下ANSYS Meshing网格划分的操作步骤及常见的网格格式的导入方法。

3.2.1 网格尺寸控制

图3-47所示为模型（含流体模型），本实例主要讲解网格尺寸和质量的全局控制及局部控制，包括高级尺寸功能中Curvature、Proximity和Inflation的使用。下面对其进行网格划分。

Step1：在Windows系统下启动ANSYS Workbench，进入主界面。

Step2：双击主界面Toolbox（工具箱）中的Component Systems→Mesh（网格）选项，在Project Schematic（项目管理区）创建分析项目A，如图3-48所示。

Step3：右击项目A中的A2：Geometry，如图3-49所示，在弹出的快捷菜单中选择Import Geometry→Browse命令。

Step4：在弹出的“打开”对话框中选择PIPE_model.stp格式文件，然后单击“打开”按钮，如图3-50所示。

Step5：右击项目A中的A2：Geometry栏，选择Edit Geometry in DesignModeler命令，此时会弹出图3-51所示的A：Mesh-DesignModeler窗口。

Step6：填充操作。依次选择菜单栏中的Tools→Fill命令，在图3-52所示的Details View面板中进行如下操作：在Faces栏中确保模型的所有内表面被选中；单击工具栏中的按钮生成实体。

Step7：实体命名。右击模型树中图3-53所示的Solid，在弹出的快捷菜单中选择Rename命令，在命名区域中输入名字为pipe。

Step8：以同样的操作将另外一个实体命名为water，命名完成后如图3-54所示。

Step9：单击DesignModeler窗口右上角的按钮，关闭DesignModeler窗口。

Step10：回到Workbench主窗口，如图3-55所示，单击A3（Mesh）栏，在弹出的快捷菜单中选择Edit命令。

Step11：Mesh网格划分平台被加载，如图3-56所示。

Step12：选择Outline中的Project→Model（A3）→Geometry→pipe选项，在图3-57所示的Details of "pipe"面板中做如下设置。

在Material→Fluid/Solid栏中将默认的Defined By Geometry（Solid）修改为Solid。

Step13：以同样的操作，将water的Material属性从默认的Defined By Geometry（Solid）修改为Fluid，如图3-58所示。

Step14：右击Outline→Project→Mesh选项，在弹出的图3-59所示的快捷菜单中选择Insert→Method命令，此时在Mesh下面会出现Automatic Method命令。

Step15：在图3-60所示的Details of "Automatic method"面板中，在绘图区选择pipe实体，然后单击Geometry栏中的Apply确定选择，此时Geometry栏中显示1Body，表示一个实体被选中；在Definition→Method栏选择Tetrahedrons（四面体网格划分）；在Algorithm栏选择Patch Conforming选项。

注意：当以上选项选择完毕后，Details of "Automatic Method"会变成Details of "Patch Conforming Method"-Method，以后操作都会出现类似情况，不再赘述。

Step16：右击Outline→Project→Mesh选项，在弹出的图3-61所示快捷菜单中选择Insert→Inflation命令，此时在Mesh下面会出现Inflation选项。

Step17：右击Project→Model（A3）→Geometry→pipe选项，在弹出的图3-62所示的快捷方式中选择Hide Body命令或者按〈F9〉键，隐藏pipe几何。

Step18：选择Outline中的命令，如图3-63所示，在下面出现的Details of "Inflation2"面板中进行如下设置：选择water几何实体，然后在Scope→Geometry栏中单击Apply；选择三圆柱的外表面，然后在Definition→Boundary栏中单击Apply；其余选项默认即可，完成Inflation（膨胀）面的设置。

Step19：右击Project→Model（A3）→Mesh选项，此时弹出图3-64所示的快捷菜单，在菜单中选择Generate Mesh命令。

Step20：此时会弹出图3-65所示的网格划分进度栏，进度栏中显示出网格划分的进度条。

Step21：划分完成的网格如图3-66所示。

Step22：如图3-67所示，在Details of "Mesh"面板的Statistics中可以看到节点数和单元数以及扭曲程度。

Step23：如图3-68所示，将物理参照改为CFD，其余设置不变，划分网格。

Step24：划分完成的网格及网格统计数据如图3-69所示。

Step25：如图3-70所示，在几何绘图窗口单击Z坐标，使几何正对读者，单击工具栏中的图标，鼠标单击几何模型上端然后向下拉出一条直线，在下端单击确定。

Step26：如图3-71所示，旋转几何网格模型，此时可以看到截面网格。

Step27：如图3-72所示，单击右下角Sec tion Plane面板中的图标，此时可以显示截面网格的完整网格。

Step28：如图3-73所示，在Details of "Mesh"面板中将Size Function选项改为On：Proximity and Curvature后，划分完成后的网格。

Step29：单击Meshing平台上的“关闭”按钮，关闭Meshing平台。

Step30：返回到Workbench平台，单击工具栏中的按钮，在弹出来的“另存为”对话框中输入名字为PIPE_Model，单击“保存”按钮。

3.2.2 扫掠网格划分

本实例主要讲解通过扫掠网格的映射面划分的使用，下面对其进行网格剖分（见图3-74）。

Step1：启动ANSYS Workbench，进入主界面。

Step2：双击主界面Toolbox（工具箱）中的Component Systems→Mesh（网格）选项，即可在Project Schematic（项目管理区）创建分析项目A，如图3-75所示。

Step3：右击项目A中的A2：Geometry，如图3-76所示，在弹出的快捷菜单中选择Import Geometry→Browse。

Step4：如图3-77所示，在弹出的“打开”对话框的文件类型栏中选择STEP格式；选择PIPE_SWEEP.stp格式文件，然后单击“打开”按钮。

Step5：双击项目A中的A2：Geometry栏，此时会弹出图3-78所示的A：Mesh-DesignModeler平台，单击按钮。

Step6：此时将生成图3-79所示的几何实体。

Step7：单击DesignModeler平台右上角的按钮，关闭DesignModeler平台。

Step8：回到Workbench主窗口，如图3-80所示，单击A3：Mesh栏，在弹出的快捷菜单中选择Edit命令。

Step9：Mesh网格划分平台被加载，如图3-81所示。

Step10：右击Model(A3)→Mesh选项，在弹出的图3-82所示的快捷菜单中选择Insert→Method命令，此时在Mesh下面会出现Automatic Method命令。

Step11：在图3-83所示的Details of "Automatic Method"面板中进行如下操作：在绘图区选择1实体，然后单击Geometry栏中的Apply确定选择，此时Geometry栏中显示1Body，表示一个实体被选中；在Definition→Method栏选择Sweep（扫掠）；在Src/Trg Selection栏选择Manual Source选项；在Source栏中确保一个端面被选中，单击生成网格。

Step12：右击Model（A3）→Mesh选项，弹出图3-84所示的快捷菜单，在菜单中选择Generate Mesh命令。

Step13：此时会弹出图3-85所示的网格划分进度栏，进度栏中显示出网格划分的进度条。

Step14：划分完成的网格如图3-86所示。

Step15：如图3-87所示，在Details of "Mesh"面板的Statistics中可以看到节点数和单元数以及扭曲程度。

Step16：如图3-88所示，插入一个Sizing尺寸控制命令，并将网格大小设置为5.e-003m。

Step17：划分完成的网格及网格统计数据如图3-89所示。

Step18：单击Meshing平台上的关闭按钮，关闭Meshing平台。

Step19：返回到Workbench平台，单击工具栏中的按钮，在弹出的“另存为”对话框中输入名字为PIPE_SWEEP，单击“保存”按钮。

3.2.3 多区域网格划分

图3-90所示为某三通管道模型，本实例主要讲解多区域方法的基本使用，对于具有膨胀层的简单几何生成六面体网格，在生成网格的时候，多区扫掠网格划分器自动选择源面。下面对其进行网格剖分。

Step1：启动ANSYS Workbench，进入主界面。

Step2：双击主界面Toolbox（工具箱）中的Component Systems→Mesh（网格）选项，即可在Project Schematic（项目管理区）创建分析项目A，如图3-91所示。

Step3：右击项目A中的A2：Geometry，如图3-92所示，在弹出的快捷菜单中选择Import Geometry→Browse。

Step4：如图3-93所示，在弹出的“打开”对话框中选择MULTIZONE.stp文件，然后单击“打开”按钮。

Step5：双击项目A中的A2：Geometry栏，此时会弹出图3-94所示的DesignModeler平台。

Step6：单击DesignModeler平台右上角的按钮，关闭DesignModeler平台。

Step7：回到Workbench主窗口，如图3-95所示，单击A3：Mesh栏，在弹出的快捷菜单中选择Edit命令。

Step8：Mesh网格划分平台被加载，如图3-96所示。

Step9：右击Model（A3）→Mesh选项，在弹出的图3-97所示的快捷菜单中选择Insert→Method命令，此时在Mesh下面会出现Automatic Method命令。

Step10：在图3-98所示的Details of "MultiZone"-Method面板中进行如下操作。

在绘图区选择Solid实体，然后单击Geometry栏中的Apply确定选择，此时Geometry栏中显示1Body，表示一个实体被选中；在Definition→Method栏选择MultiZone（多区域）；在Element Order栏选择Use Global Setting；在Src/Trg Selection栏选择Manual Source选项；在Source栏中确保图示的四个面被选中；其余选项保持默认即可。

注意：当以上选项选择完毕后，Details of "Automatic Method"会变成Details of “MultiZone”-Method，以后操作都会出现类似情况，不再赘述。

Step11：右击Model（A3）→Mesh选项，此时弹出图3-99所示的快捷菜单，在菜单中选择Generate Mesh命令。

Step12：划分完成的网格如图3-100所示。

Step13：右击Model(A3)→Mesh→MultiZone选项，在弹出的图3-101所示的快捷菜单中选择Delete命令，删除MultiZone节点。

Step14：右击Model(A3)→Mesh命令，在弹出的图3-102所示的快捷菜单中选择Insert→Inflation命令，此时在Mesh下面会出现Inflation选项。

Step15：单击Outline中的选项，如图3-103所示，在下面出现的Details of "Infla tion"面板中进行如下设置：选择Solid几何实体，然后设置Scope→Geometry为1Body；选择圆柱和长方体的外表面，然后设置Definition→Boundary为6Faces；其余选项默认即可，完成Inflation（膨胀）面的设置。

Step16：右击Model（A3）→Mesh选项，此时弹出图3-104所示的快捷菜单，在菜单中选择Generate Mesh命令。

Step17：划分完成的网格如图3-105所示。

Step18：单击Meshing平台上的“关闭”按钮，关闭Meshing平台。

Step19：返回到Workbench平台，单击工具栏中的按钮，在弹出的“另存为”对话框中输入名字为MULTIZONE，单击“保存”按钮。