结构网格划分

5.4.1　结构网格划分

1）基本技术

ABAQUS中的网格划分技术有3种：结构网格划分（Structured meshing）技术、扫掠网格划分（Swept meshing）技术和自由网格划分（Free meshing）技术（图5.22）。

图5.22　ABAQUS/CAE中的三种网格划分技术

结构网格划分技术采用简单的、预先定义的网格拓扑技术进行网格划分。ABAQUS/CAE把区域几何信息转换为具有规则形状的区域网格，如图5.23所示。对于简单的二维区域，可以指定四边形或四边形为主的单元进行结构网格划分；对于简单的三维区域，可以指定六面体或六面体为主的单元进行结构网格划分。

图5.23　二维结构网格划分样式

在对分析模型的一个区域进行网格划分时，网格边界上的结点一般总是位于几何区域的边界上。但是由于结构网格划分是采用具有规则形状的单元进行网格划分的，在存在凹形边界条件时（Concave boundaries），采用结构网格划分将会使得部分网格内部结点落入区域几何体之外，导致产生扭曲的无效网格，如图5.24（a）。

对于上图中部分结点位于区域之外的情况，可采用如下三种方法对网格进行改善，改善后的网格如图5.24（b）所示。

·增加网格种子数，重新划分；

·剖分凹陷区域；

·采用其他的网格划分方法，如自由网格划分。

图5.24　对于凹形边界采用结构网格划分的情形

2）使用限制

对于如图5.25所示的分析模型区域（二维），无法采用结构网格划分技术进行网格划分。对于如图5.26所示的分析模型区域（三维），也无法采用结构网格划分技术进行网格划分。

图5.25　不能采用结构网格划分的区域（二维）

图5.26　不能采用结构网格划分的区域（三维）

对于如图5.27所示的分析模型区域（三维），可以采用剖分的方法，然后再进行结构网格划分。

图5.27　剖分后可进行结构网格划分的模型区域（三维）