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结构力学仿真软件：ANSYS：高级网格划分技术教程

1ANSYS网格划分基础

1.11网格划分的重要性

网格划分是有限元分析(FEA)中的关键步骤，它将复杂的几何结构分解为许

多小的、简单的单元，以便进行数值计算。在ANSYS中，网格的质量直接影响

到仿真结果的准确性和计算效率。高质量的网格可以确保分析的精度，而低质

量的网格则可能导致错误的结果或计算失败。因此，理解网格划分的重要性，

并掌握如何在ANSYS中创建合适的网格，是进行有效结构力学仿真分析的前提。

1.22ANSYS网格划分工具介绍

ANSYS提供了强大的网格划分工具，包括：

Meshing模块：这是ANSYSWorkbench中的一个独立模块，用于

创建和编辑网格。它支持多种网格类型，如四面体、六面体、楔形体和

四边形等，并提供了自动和手动网格划分功能。

SpaceClaim：作为ANSYSWorkbench的一部分，SpaceClaim是一

个直观的3D建模工具，它也支持网格划分，特别适合于处理复杂的几

何结构。

ANSYSMechanicalAPDL：在APDL环境中，用户可以通过命令流

来控制网格划分，这为高级用户提供了更精细的控制。

1.2.12.1Meshing模块示例

假设我们有一个简单的立方体模型，需要在ANSYSMeshing中进行网格划

分。

1.打开ANSYSMeshing：启动ANSYSWorkbench，选择Meshing模块。

2.导入几何模型：使用FileImportGeometry命令导入立方体模型。

3.选择网格类型：在Mesh面板中，选择Tetrahedron作为网格类型。

4.设置网格尺寸：在Sizing面板中，可以设置全局网格尺寸或局部

细化网格尺寸。例如，设置全局网格尺寸为0.1。

5.生成网格：点击Mesh按钮，软件将自动进行网格划分。

6.检查网格质量：使用Quality面板检查生成的网格质量，确保没有

低质量的单元。

#ANSYSMeshingPythonAPI示例

#假设已经启动了ANSYSMeshing并导入了模型

#设置全局网格尺寸

ansys_meshing.set_global_size(0.1)

1

#选择四面体网格类型

ansys_meshing.set_element_type(Tetrahedron)

#生成网格

ansys_meshing.generate_mesh()

#检查网格质量

quality_report=ansys_meshing.check_mesh_quality()

print(quality_report)

1.33网格类型与选择

ANSYS支持多种网格类型，每种类型都有其适用场景：

四面体网格：适用于复杂几何结构，易于生成，但可能在某些情

况下导致计算效率较低。

六面体网格：提供更高的计算效率和精度，但生成过程可能更复

杂，需要更多的人工干预。

楔形体网格：适用于模型中的棱角或边界层区域，可以提高这些

区域的计算精度。

四边形网格：在2D分析中常用，提供良好的计算效率和精度。

选择网格类型时，应考虑模型的几何复杂性、分析类型、计算资源和所需

精度。例如，对于流体动力学分析，六面体网格通常优于四面体网格；而对于

复杂几何结构的结构分析，四面体网格可能更为合适。

1.3.13.1选择网格类型的策略

1.初步分析：使用自动网格划分和四面体网格进行初步分析，以快

速获得结果概览。

2.细化网格：根据初步分析的结果，对关键区域进行网格细化，提

高计算精度。

3.六面体网格：对于规则几何结构，尝试使用六面体网格，以提高

计算效率和结果精度。