本文探討了自由、映射、掃略三種網(wǎng)格劃分比對(duì)的相關(guān)內(nèi)容。

　　一、 自由網(wǎng)格劃分

　　自由網(wǎng)格劃分是自動(dòng)化程度最高的網(wǎng)格劃分技術(shù)之一，它在面上(平面、曲面)可以自動(dòng)生成三角形或四邊形網(wǎng)格，在體上自動(dòng)生成四面體網(wǎng)格。通常情況下，可利用ANSYS的智能尺寸控制技術(shù)(SMARTSIZE命令)來(lái)自動(dòng)控制網(wǎng)格的大小和疏密分布，也可進(jìn)行人工設(shè)置網(wǎng)格的大小(AESIZE、LESIZE、 KESIZE、ESIZE等系列命令)并控制疏密分布以及選擇分網(wǎng)算法等(MOPT命令)。對(duì)于復(fù)雜幾何模型而言，這種分網(wǎng)方法省時(shí)省力，但缺點(diǎn)是單元數(shù)量通常會(huì)很大，計(jì)算效率降低。同時(shí)，由于這種方法對(duì)于三維復(fù)雜模型只能生成四面體單元，為了獲得較好的計(jì)算精度，建議采用二次四面體單元(92號(hào)單元)。如果選用的是六面體單元，則此方法自動(dòng)將六面體單元退化為階次一致的四面體單元，因此，最好不要選用線(xiàn)性的六面體單元(沒(méi)有中間節(jié)點(diǎn)，比如45號(hào)單元)，因?yàn)樵搯卧嘶鬄榫€(xiàn)性的四面體單元，具有過(guò)剛的剛度，計(jì)算精度較差;如果選用二次的六面體單元(比如95號(hào)單元)，由于其是退化形式，節(jié)點(diǎn)數(shù)與其六面體原型單元一致，只是有多個(gè)節(jié)點(diǎn)在同一位置而已，因此，可以利用TCHG命令將模型中的退化形式的四面體單元變化為非退化的四面體單元，減少每個(gè)單元的節(jié)點(diǎn)數(shù)量，提高求解效率。在有些情況下，必須要用六面體單元的退化形式來(lái)進(jìn)行自由網(wǎng)格劃分，比如，在進(jìn)行混合網(wǎng)格劃分(后面詳述)時(shí)，只有用六面體單元才能形成金字塔過(guò)渡單元。對(duì)于計(jì)算流體力學(xué)和考慮集膚效應(yīng)的電磁場(chǎng)分析而言，自由網(wǎng)格劃分中的層網(wǎng)格功能(由LESIZE命令的LAYER1和LAYER2域控制)是非常有用的。

　　二、 映射網(wǎng)格劃分

　　映射網(wǎng)格劃分是對(duì)規(guī)整模型的一種規(guī)整網(wǎng)格劃分方法，其原始概念是：對(duì)于面，只能是四邊形面，網(wǎng)格劃分?jǐn)?shù)需在對(duì)邊上保持一致，形成的單元全部為四邊形;對(duì)于體，只能是六面體，對(duì)應(yīng)線(xiàn)和面的網(wǎng)格劃分?jǐn)?shù)保持一致;形成的單元全部為六面體。在ANSYS中，這些條件有了很大的放寬，包括：

　　面可以是三角形、四邊形、或其它任意多邊形。對(duì)于四邊以上的多邊形，必須用LCCAT命令將某些邊聯(lián)成一條邊，以使得對(duì)于網(wǎng)格劃分而言，仍然是三角形或四邊形;或者用AMAP命令定義3到4個(gè)頂點(diǎn)(程序自動(dòng)將兩個(gè)頂點(diǎn)之間的所有線(xiàn)段聯(lián)成一條)來(lái)進(jìn)行映射劃分。

　　面上對(duì)邊的網(wǎng)格劃分?jǐn)?shù)可以不同，但有一些限制條件。

　　面上可以形成全三角形的映射網(wǎng)格。

　　體可以是四面體、五面體、六面體或其它任意多面體。對(duì)于六面以上的多面體，必須用ACCAT命令將某些面聯(lián)成一個(gè)面，以使得對(duì)于網(wǎng)格劃分而言，仍然是四、五或六面體。

　　體上對(duì)應(yīng)線(xiàn)和面的網(wǎng)格劃分?jǐn)?shù)可以不同，但有一些限制條件。對(duì)于三維復(fù)雜幾何模型而言，通常的做法是利用ANSYS布爾運(yùn)算功能，將其切割成一系列四、五或六面體，然后對(duì)這些切割好的體進(jìn)行映射網(wǎng)格劃分。當(dāng)然，這種純粹的映射劃分方式比較煩瑣，需要的時(shí)間和精力較多。面的三角形映射網(wǎng)格劃分往往可以為體的自由網(wǎng)格劃分服務(wù)，以使體的自由網(wǎng)格劃分滿(mǎn)足一些特定的要求，比如：體的某個(gè)狹長(zhǎng)面的短邊方向上要求一定要有一定層數(shù)的單元、某些位置的節(jié)點(diǎn)必須在一條直線(xiàn)上、等等。這種在進(jìn)行體網(wǎng)格劃分前在其面上先劃分網(wǎng)格的方式對(duì)很多復(fù)雜模型可以進(jìn)行良好的控制，但別忘了在體網(wǎng)格劃分完畢后清除面網(wǎng)格(也可用專(zhuān)門(mén)用于輔助網(wǎng)格劃分的虛擬單元類(lèi)型-MESH200-來(lái)劃分面網(wǎng)格，之后不用清除)。

　　三、 拖拉、掃略網(wǎng)格劃分

　　對(duì)于由面經(jīng)過(guò)拖拉、旋轉(zhuǎn)、偏移(VDRAG、VROTAT、VOFFST、VEXT等系列命令)等方式生成的復(fù)雜三維實(shí)體而言，可先在原始面上生成殼(或 MESH200)單元形式的面網(wǎng)格，然后在生成體的同時(shí)自動(dòng)形成三維實(shí)體網(wǎng)格;對(duì)于已經(jīng)形成好了的三維復(fù)雜實(shí)體，如果其在某個(gè)方向上的拓?fù)湫问绞冀K保持一致，則可用(人工或全自動(dòng))掃略網(wǎng)格劃分(VSWEEP命令)功能來(lái)劃分網(wǎng)格;這兩種方式形成的單元幾乎都是六面體單元。通常，采用掃略方式形成網(wǎng)格是一種非常好的方式，對(duì)于復(fù)雜幾何實(shí)體，經(jīng)過(guò)一些簡(jiǎn)單的切分處理，就可以自動(dòng)形成規(guī)整的六面體網(wǎng)格，它比映射網(wǎng)格劃分方式具有更大的優(yōu)勢(shì)和靈活性。