【科普】对于大型模拟你是选择四面体网格还是六面体网格？

2017-03-01 by:CAE仿真在线来源:互联网

四面体网格划分简单,但精度不高,且网格数量大。六面体网格划分需耗费大量的时间,且对网格划分经验要求高,但网格数量较少,可节省计算时间且精度高。那么对于大型模拟,是选择四面体网格佳,还是六面体网格佳?

就这一问题,平台各路豪杰顾抒己见,分享了自己的经验之谈。

总的来说,四面体网格和六面体网格从不同的角度各有各的优势,在进行大型模拟的时候需根据想获得的结果择优,或者结合使用,相辅相成。专家君莫从各个角度发表了自己的看法。

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君莫

1.说说计算精度

有限元中,为了提高计算精度,一种办法是增加离散单元的数量,另一种就是使用更高精度的单元,比如六面体或者高阶单元,一般的商业软件,均采用h单元,最高阶才到2阶,只有少数有限元软件采用p收敛的高阶单元。所以从理论上讲,为了提高计算精度,使用更多的四面体网格和使用较少的高阶六面体网格这两种方法都可以实现。

2.实际工程应用

上述两种方法也各有优缺点,四面体精度差,但是适应性强,六面体精度相对较高,但是很多很多复杂零件是很难完全用六面体网格离散的。这时候就不得不使用四面体网格进行离散。

3.折中考虑

在有些商业有限元软件中,可以实现四面体与六面体网格的耦合,比如在需要重点考虑的部位,通过几何切分,将其切分为规则体。然后划分六面体网格,在不太关心的位置使用四面体进行离散。两种网格的分界面通过绑定等进行约束。

4.未来趋势

(1)升阶谱有限元采用高阶形函数,即高阶单元,比如,5阶,8阶单元这样即使采用四面体同样也能获得很高的精度。

(2)无网格法,避免拉格朗日网格严重变形带来的精度降低问题,这里已经没有四面体六面体的概念了。

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