在ANSA中创建结构化网格的方法-ANSA 前处理软件-CAE前后处理-软服之家

仿真计算中采用的网格可以大致分为结构化网格和非结构化网格。结构化网格是指网格区域内所有的内部点都具有相同的毗邻单元，它的优点主要有：生成的速度快、质量好、数据结构简单。

ANSA为结构化网格的生成提供了多种不同的功能，本文将会介绍3种类型：从面到体网格的抽取、通过映射生成结构化体网格以及纯六面体网格工具HexaBlock。

从面到体网格的抽取

此种方法会基于一个或多个曲面生成体网格，无需预定义体，通过拉伸，旋转，投影等方式生成五面体或者六面体。该类型的功能包括：Extrude和Solid Builder。

Extrude

使用Extrude功能时，操作的源对象可以是网格或者几何面，根据需求选择是否设置目标面以及使用何种拉伸规则，比如guideline, Offset, Translate, Revolute以及Project, 再通过定义分布参数来调整网格的分布。以下是使用不同规则的网格生成效果。

图1 使用guideline规则生成体网格

对于需要通过偏移、移动以及旋转等方法对源对象进行拉伸时，可以使用Translate、Offset以及Revolute规则生成体网格。以下为使用不同规则实现的效果。

图2 使用Translate规则生成体网格

图3 使用Offset规则生成体网格

图4 使用Revolute规则生成体网格

图5 使用Project规则生成体网格

Solid Builder

Solid Builder 可通过选择面网格单元直接构建结构化体网格，比如可以用于抽中面时O形关节的体网格生成。

如下所示为该模型在抽中面后缺失了圆柱形凸台的部分。在使用Solid Builder功能前先将圆柱形凸台的边界形状投影到中面网格上，并且修改面网格的质量，确保其生长结构化体网格的方向上对应的面网格为四边形网格。在激活该功能中的Auto build选项后，体网格可沿着构建方向上的面网格自动生成。

图6 使用Solid Builder功能生成抽中面时O形关节体网格

通过映射生成结构化体网格

此种方法的适用对象为封闭体结构，它可以用于处理不具有相同几何形状的对立曲面，该功能会对所选择的源对象和目标对象进行网格映射，沿着封闭体的侧面生成结构化体网格。

需要注意的是，封闭体侧面为生长结构化体网格方向，需保证其面网格类型为纯四边形结构。

该类型的功能包括：Map 和 Map Block。

Map

采用Map功能进行操作时，蓝色的为选择的源对象面，绿色的为选择的目标对象面，两者的形状，数量和网格可以不必相同；红色的为侧面，即生长实体网格的方向，ANSA会自动将蓝色面的网格映射到绿色面，并沿着红色面的网格按层生成结构化网格。

图7 使用Map功能生成体网格

MapBlock

该功能是基于Map功能开发的以半自动化方式创建体网格的方法，通过自动检测可映射的区域并在其上生成兼容的面网格来处理封闭体结构。用户可以选择手动进行模型切割来构造可映射的区域。在V24版本之后可以使用Split功能自动切分，如下图所示可以看到使用该功能时切分效果预览以及最后生成的结构化体网格的效果。

图8 使用Map Block功能生成体网格

HexaBlock工具建立纯六面体网格

HexaBlock工具是一种用于生成纯六面体网格的半自动化方法。该工具基于六面体盒子的概念，将六面体盒子作为基本框架，并通过切分，移动，准确地将六面体盒子拟合为模型的形状。之后使用该模块下的Pure Hexa功能可确保模型内部均生成六面体网格。

Hexablock功能所创建的六面体盒子HEXABOX与变形盒子MORPHBOX的功能非常相似, 因此常常可以通过Convert功能将其转化为变形盒子，从而与变形优化的功能进行联用。

图9 使用HexaBlock工具生成纯六面体网格

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作者 | 李玫

BETA CAE 工程师

在ANSA中创建结构化网格的方法