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CAE工程师必备技能-完美网格(天圆地方)

发表时间：2026-01-12 13:34

1.概述

在仿真分析过程中，网格质量是决定有限元分析（FEA）结果准确性和可靠性的基石。可以说，垃圾的网格输入，必然得到垃圾的结果输出。网格是连接真实物理世界和计算机数学模型的关键桥梁。桥梁的质量直接决定了信息传递的保真度。一个经过设计的、质量上乘的网格是任何有价值的有限元分析项目成功的前提。

本次以Ansys Workbench软件为基础，介绍一下利用mechanical对网格划分的方法与局部控制的应用。

2.切分法划分

利用ANSYS Workbench软件进行仿真分析时，网格划分通常在Mechanical中进行，利用Mechanical进行网格划分的基本思路是切分。二维模型仿真分析时，要想让面生成全四边形网格，就需要使面切分后的每一个部分都有4个边；同样在三维模型仿真分析时，要使体生成全六面体网格，就需要使体被切分后的每一部分都有6个面。可以使用CAD软件切割，也可使用Workbench的DM或SC切分，切分后需要共享拓扑，DM中采用Form New Part共享拓扑，SC中通过share进行共享拓扑。

如果是圆面或者圆柱，我们通常采用古币切分法进行切分。即，将圆面或者圆柱切分为五部分，将切分的部件进行共享拓扑，然后进行自由网格划分，最终得到高质量的六面体网格。

针对球体，我们也可以切分法进行切分。即，将球体切分为七部分，将切分的部件进行共享拓扑，然后进行自由网格划分，最终得到高质量的六面体网格。

用切割的方法说起来很简单，实际操作起来相对复杂，需要工程师的三维CAD操作较熟练，如果遇到稍微复杂点的模型就得花费大量的时间，Woekbench中有没有不切割而生成结构网格的方法呢？

答案是肯定的。

接下来我们看一下采用局部控制的方法生成结构化网格。

3.局部控制法划分

如前所述，采用切分法进行划分相对耗时，在mechanical中提供了局部控制的方法，可以高效的进行网格控制。针对球体与圆柱体网格控制方法，涉及到MultiZone、Inflation、Face Meshing。

3.1划分方法介绍

MultiZone：多区域网格划分方法。其特点是对提供几何图形自动分解为映射（可扫描）区域和自由区域。所有区域都使用尽可能生成纯六面体网格。通过选中mesh->右键->insert->method，选择方法为MultiZone进行定义。

Inflation：膨胀层。经常在网格细化中使用，特别是流体网格。为扫掠体创建膨胀层也很简单，通过选中mesh->右键->insert-> Inflation，选择需要进行膨胀层设计的几何体与哪些表面需要进行膨胀层，然后可以修改膨胀层的基础参数，如第一层厚度、总层数、增长率等。

Face Meshing：面映射。面网格控制使您能够在选定面上生成映射网格，得到方向一致，分布均匀的高质量网格。Meshing 应用程序会自动为边界面上的边确定合适的分割数。如果您使用Sizing控件指定边上的分割数，Meshing 应用程序会尝试强制执行这些分割。通过选中mesh->右键->insert-> Face Meshing进行定义。