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四面体单元与六面体单元的选择建议

对于结构有限元计算,单元类型的选择对于计算收敛性和准确有着重要的影响。在ANSYS中的四面体推荐使用10节点高阶的187单元,该单元具有一下特点:
1)产生网格容易;
2)对模型的适应性强;
3)基于四面体单元可以进行自适应网格加密。
如图1给出了四面体187单元的示意图,该单元为ANSYS单元库中的10节点高阶四面体单元,也是ANSYS Workbench环境中对复杂模型优先使用的单元。

图1 四面体187单元的示意图

如图2给出了使用四面体单元划分的复杂产品的有限元模型,基于该有限元模型可以完成相应的计算。

图2 机翼的有限元模型

为了计算模型中全部使用四面体,用户需要在网格划分是插入网格划分方法:

图3 四面体网格划分方法

在ANSYS中六面体结构单元就是186共20节点的高阶单元,六面体单元的特点:

(1)适合简单模型进行网格划分;

(2)对于复杂模型,需要在前处理耗费较长时间,对复杂模型的适应性差;

图4 186六面体单元示意图

目前,在ansys workbench环境产生六面体网格的划分方法主要有扫略和多区域方法。

最后,给大家的使用建议:

(1)如果使用自动方法不能产生六面体单元的模型,建议使用四面体;

(2)通过提升四面体单元的密度,来提升计算精度,这样处理可以大大减少模型前处理的时间,来实现仿真的时效性优势,关于计算精度对比,后面会通过实例进行对比,欢迎大家持续关注。

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作者: ganggouren

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