2020-10-15 Comsl学习3
有限元(FEM)网格单元:
作用:表征几何;表征求解域
网格数量越多,则求解更加精确,但求解时间更长,占用更多内存
对网格的要求:逐渐细化网格的过程中,要使结果精度达到我们需要的精度(网格收敛)
一、网格剖分(物理场控制网格剖分和用户控制网格剖分)
1.1、物理场控制网格剖分
物理场控制网格中的 “贡献者” :如果多个都选,则选用网格尺度最小的 “贡献者” 。
层流(spf)会自动在边界加上 “硬壁”(没有加入其它物理场边界条件下),一般由于水的流速存在,所以要加边界条件。
(Star)物理控制网格:在壁的位置会有边界层网格的处理
划分网格方法:通过改变单元大小(9种),看结果的差值是否小于所需要的结果精度
1.2、用户控制网格剖分
先通过 物理场划分网格,再根据实际的模型需求进行 用户控制网格(主要是哪些位置需要凸化、细化等)
二、网格单元
2.1、二维和三维网格剖分
二维:三角形或四边形网格; 相邻域的网格单元必须一致(前提:形成联合体之后,或形成带压印的装配体)
三维:四面体、六面体、棱柱或金字塔形网格
2.2、网格大小参数
最大(最小)网格单元大小:网格的边长最大(最小)值
最大单元增长率(>=1):小网格到大网格的过度过程(最大生长率)
曲率因子(>=0):曲率因子越小,网格数量越多,网格越精细
最大单元大小=曲率半径x曲率因子
狭窄区域分辨率(>=0):软件会自动辨别是否会有狭窄区域的产生,该数值越大,狭窄区域的层数越多
2.3、处理网格大小及分布
1、使用尺寸属性来控制(如上所示)
2、使用尺寸表达式来控制(表达式可以基于参数、函数、材料和变量来定义)
使用的时候报错(没有特征使用这些设置),原因没有设置网格类型,大小表达式必须在网格内部添加。
max(0.25*sqrt(x^ 2+y^2),0.1)两者取较大值
引申:常用的表达式有哪些?
2.4、扫掠网格
注意对于同样的大小单元尺度,划分结构化网格得到的计算数目要小于非结构化网格,所以保证一定大小单元精度的情况下,优先采用结构化网格。
直接扫掠网格
如果要手动确定源面(一般是复杂面)、目标面(一般是简单面)和扫掠方向,则要先建立边界(自由三角形网格),再进行扫掠(选择域)推荐方法
2.5、边界层网格
用途:
在流体流动应用中解析沿无滑移边界的边界层 ;
在传热应用中解析靠近加热表面的大温度梯度 ;
在低频电磁场中解析集肤效应。
当模型有流体流动时自动创建边界层网络。
边界层网格一定要设置边界层属性
(该矩形采用三角形网格,上下两条边为边界层,层数为5,第二层的厚度是第一层的1.5倍)
2.6、 复制网格
用途:
1、高精度仿真需求的周期性边界条件(如结构力学中的循环对称、电磁波传播的 Floquet边界条件);
2、可用于复制域、面和边网格;
3、复制网格到另一个网格序列;
4、将网格复制到更高空间维度的组件;
5、支持复制多个目标(大型周期性几何快速生成网格);
6、自动根据源网格确定目标方向。
选用模型为案例库中的网格划分案例教学(meshing_sequence), 采用自由四面体网格,(如果全部构建网格,虽然结果一样,但是会占用较多的内存和计算时间),先对4号域构建网格,再采用复制域的方法映射到5、6、7等。(节约时间和内存)
选用模型为案例库中的结构力学模块-动力学和振动-叶轮振动(impeller),由于该叶轮旋转复制,所以要保证A面和B面的网格参数一致(复制操作实现),再通过复制的方法得到叶轮所以域的网格化。
tips:查看其中一个域而不看其它的域,可以采用先影藏该域,再‘仅查看影藏的对象’
三、对网格单元的质量评价
3.1、 网格质量
越接近等边三角形、正四边形网格质量越好
对网格采用“绘图”操作,网格颜色越接近绿色质量越好。
3.2、虚拟几何操作
目标:1、自由控制网格的分布情况;
2、剖分效率更高的几何。
注意:只是在几何中分割一些区域,这些区域仅仅对网格有效果,对材料设置和物理场设置没有任何效果
虚拟操作与特征去除和修复的区别:
特征去除和修复直接在几何上面操作,会改变内在的曲率和曲面(几何体形状);虚拟操作保持内在的曲率和曲面(几何体形状),只是让软件把多个面看成一个面。
3.3、移除细节
作用:自动移除一些短边、小面、长条面
四、学习产出:
Comsol常用网格操作
2020年10月21日完成,断断续续的,还不够用心啊!点
学习视频来自https://www.bilibili.com/video/BV19E411Q7J4?p=3
如有侵权,联系本人删除
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