ANSYSWorkbench18.0：总体尺寸控制

总体尺寸控制【Sizing】，允许控制尺寸函数、相关中心、总体单元尺寸、初始单元尺寸基准、网格过渡、跨越角度中心等选项。

1.尺寸函数【Size Function】

尺寸函数控制重要的极度弯曲和表面相邻区域的网格增长及分布，包含了5个选项，根据模型不同，初次程序会自动选择。

（1）自适应【Adaptive】 不使用尺寸函数网格细化机制，而是主要通过Relevance Cen-ter、Element Size、Initial Size Seed、Transition和Span Angle Center这5个参数共同控制整体尺寸。主要采用网格剖分计算的整体单元尺寸来划分生成相应网格，如图3-13所示。

（2）逼近与曲率尺寸函数【Proximity and Curva-ture】 同时激活Proximity与Curvature函数，程序同时考虑模型中的孔洞、边缘及曲面特征，主要有如下8个控制参数；组合曲率和逼近网格划分功能可以越过狭缝单元，如图3-14所示。

①曲率法向角【Curvature Normal Angle】，一个单元边长跨度所允许的最大角，可输入0°～180°，或程序自动默认，默认值由相关性和跨度角中心选项计算确定。

图3-13 使用自适应的尺寸函数划分网格

②间隙截面单元量【Num Cells Across Gap】，在间隙处产生的最小单元层数，该值是一个估值，可输入1～100，或程序自动默认，默认值由相关性选项计算确定，如果相关性为0，则该值为3。

③逼近尺寸函数源【Proximity Size Function Sources】，当打开逼近尺寸函数时，该选项决定逼近区域之间的边、面，或面和边线处的网格细化，可以指定边、面，或是面和边线。

④总体最小单元尺寸【Min Size】，该尺寸值由尺寸函数生成，并由几何边的长度决定，某些单元大小可能小于该尺寸；可以默认，也可指定大于0的值。

⑤逼近最小尺寸【Proximity Min Size】，当打开逼近尺寸函数时，该选项允许指定总体最小单元尺寸，默认情况下Proximity Min Size等于Min Size，可以指定大于0的值。

⑥最大面单元尺寸【Max Face Size】，该尺寸值由尺寸函数生成，初始值与相关性有关，可以默认，也可指定大于0的值，不支持Cut Cell网格。

⑦总体最大单元尺寸【MaxTet Size】，该尺寸值由尺寸函数生成，可以默认，也可指定大于0的值。当几何模型中不包含实体，物理优选项为Nonlinear Mechanical时，该选项被隐藏。【Min Size】≤【Max Face Size】≤【Max Tet Size】。

⑧增长率【Growth Rate】，指定沿网格单元边长后继层的增长比例，该值默认情况下由网格相关性和过渡性确定，也可在1～5之间指定。

（3）曲率尺寸函数【Curvature】 该函数基于模型中的曲率信息控制网格，主要作用于模型中含有曲率的孔、洞及曲面，不用局部控制就能细化网格。该函数5个控制参数分别为：【Curvature Normal Angle】、【Min Size】、【Max Face Size】、【Max Tet Size】、【Growth Rate】。网格以模型中的孔洞为起始处，起始处的网格以【Min Size】为主并和【Curvature Nor-mal Angle】共同来决定边和面的网格大小。当【Min Size】小于【Curvature Normal Angle】的单元尺寸时，单元大小由【Curvature Normal Angle】决定，否则由【Min Size】控制。过渡单元尺寸由增长率【Growth Rate】参数控制向外扩展，模型最外边的尺寸由增长率和最大尺寸【Max Tet Size】共同控制，如图3-15所示。

图3-14 使用逼近与曲率尺寸函数划分网格

图3-15 使用曲率尺寸函数划分网格

（4）逼近尺寸函数【Proximity】 该函数基于模型面边缘特征控制网格，作用于模型中的所有狭缝、间隙、孔洞面边缘，不用局部控制就能快速细化网格。该函数6个控制参数分别为：【Num Cells Across Gap】、【proximity Size Function Sources】、【proximity Min Size】、【Max Face Size】、【Max Tet Size】、【Growth Rate】。初始处的网格尺寸由Num Cells Across Gap和proximity Min Size控制，Num Cells Across Gap越大，表面网格越精细；控制规律与曲率尺寸函数控制原理相同。可以指定狭缝间的网格层数，在狭缝中指定单元数细分网格，但细化受到【Max Tet Size】的限制，如图3-16所示。

（5）统一尺寸函数【Uniform】 选择该项后可导致曲率和逼近尺寸函数法合并，用最大最小值单元尺寸控制。该选项4个控制参数分别为：【Min Size】、【Max Face Size】、【Max Tet Size】、【Growth Rate】。其中最大面尺寸【Max Face Size】起主导作用，如图3-17所示。

图3-16 使用逼近尺寸函数划分网格

图3-17 使用统一尺寸函数划分网格

2.对表面体使用固定尺寸函数【Use Fixed Size Function for Sheets】

该选项只有在尺寸函数选择为Proximity and Curvature、Proximity、Curvature，几何模型既有实体又有表面体时出现，该选项默认为不使用。

3.相关中心【Relevance Center】

设置调整网格疏密的度量标准，提供粗糙【Coarse】、中等【Medium】及精细【Fine】3个标准，如图3-18所示。(www.xing528.com)

4.全局单元尺寸【Element Size】

设置整体模型使用的单元尺寸大小，可以输入指定值，默认值由相关性和初始单元尺寸基准计算。该选项只对自适应尺寸函数有效。

图3-18 不同相关中心网格对比

5.初始单元尺寸基准【Initial Size Seed】

根据激活装配体来确定控制每一部件的初始网格种子。当定义单元尺寸后，则该选项被忽略。

（1）激活的装配体【Active Assembly】 初始种子放入未抑制部件。单元可以改变。

（2）整个装配体【Full Assembly】 初始种子放入所有装配部件，不管抑制部件的数量。单元不可以改变。

（3）零件【Part】 初始种子在网格划分时放入个别特殊部件。单元不可以改变。

6.网格过渡【Transition】

网格过渡控制邻近单元增长比，可设置快速【Fast】（对Mechanical、Electromagnetics默认）和慢速【Slow】（对CFD、Explicit默认）过渡，如图3-19所示。

图3-19 不同速度网格过渡对比

7.跨越角度中心【Span Angle Center】

设定基于边的细化曲率目标。单元在弯曲区域细分，直到单独单元跨越这个角。有如图3-20所示的3种情况：①粗糙：91°～60°；②中等：75°～24°；③精细：36°～12°。

图3-20 不同跨越角中心网格对比

8.基于去除特征的自动划分网格【Automatic Mesh Based Defeaturing】

在容差范围内的小特征默认自动去除。

9.去除特征尺寸【Defeaturing Size】

为默认设置，可以参数化。

10.启动介子功能【Enable Washers】

该选项只有几何模型为表面体、尺寸函数选用Uniform时出现，可以围绕在表面体的孔边产生等空间的四边形网格。

11.介子的高度【Height of Washer】

控制介子单元高度，默认值等于最小尺寸，也可指定在最小尺寸与最大面尺寸之间的值。

12.允许移除边界处节点【Allow Nodes to be Moved off Boundary】

用于控制太接近孔边界以致不能替代介子网格节点的分布。

13.最小单元边长【Minimum Edge Length】

一般为默认值。