三维有限元六面体网格几何自适应再生成方法

《三维有限元六面体网格几何自适应再生成方法》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第棽椄卷第棻期暋计算力学学报暋斨旓旍棶棽椄棳斘旓棶棻棽棸棻棻年棽月斆旇旈旑斿旙斿斒旓旛旘旑斸旍旓旀斆旓旐旔旛旚斸旚旈旓旑斸旍斖斿斻旇斸旑旈斻旙斊斿斺旘旛斸旘旟棽棸棻棻文章编号椇棻棸棸椃灢棿椃棸椄棬棽棸棻棻棭棸棻灢棸棸椃棽灢棸椂三维有限元六面体网格几何自适应再生成方法王忠雷棻棳棽棳暋赵国群灣棻棳暋黄丽丽棻棳暋马新武棻棬棻棶山东大学模具工程技术研究中心棳济南棽椀棸棸椂棻椈棽棶山东建筑大学机电工程学院棳济南棽椀棸棻棸棻棭摘暋要椇基于几何自适应的六面体网再生成方法棳提出了一种以栅格法为基本方法棳对有限元网格再划分过程中的网格再划分标准暍几何

2、形状的获取以及新旧网格之间物理量的传递等关键问题进行了研究暎重点介绍了基于几何自适应的六面体网格再生成算法棳首先对旧网格实体模型进行识别棳根据实体模型几何特征建立加密源点信息场椈然后采用栅格法生成核心网格并对核心网格与模型边界进行拟合椈最后采用节点位置平滑和拓扑关系优化对网格进行优化棳生成质量较好的网格暎网格再划分实例表明棳该方法实用性强及效果良好暎关键词椇有限元方法椈六面体网格椈自适应生成椈栅格法网格再生成中图分类号椇斚棽棿棽棶棻暋暋暋文献标志码椇斄了旧网格细节几何特征的传递问题暎在国内棳陈军棻暋引言等提出了基于曲面偏置的六面体有

3、限元网格再划随着计算机技术和数值方法的发展棳有限元分分算法棳由表及里地逐层生成六面体单元棳所生成析技术已经广泛应用棳对塑性成形过程分析发挥了椲椃椵的表层单元质量较高棳但内部单元质量较差暎李椲棻棳棽椵不可替代的作用暎由于工程问题的复杂性棳有佳彬等基于节点的应力误差棳对四面体网格的再划限元分析已由二维向三维发展暎三维分析一般采椲椄椵分技术进行了研究暎用四面体和六面体两种单元棳其中三维六面体网格上述的网格再划分技术棳实现了模型描述的完在计算精度暍划分网格数量暍抗畸变程度及再划分椲棾椵整性棳保证有限元计算的精度棳但同时增加了网格次数等方面比

4、三维四面体网格具有明显优势棳成的数量棳降低了有限元的技术效率暎为了能够兼顾为三维问题分析的首选网格暎材料塑性成形问题有限元计算对精度和效率的要求棳本文提出了几何是连续大变形过程棳最初的坯料网格在成形过程中自适应网格再划分方法棳该方法基于旧网格几何特不断退化棳需要生成高质量的网格代替已退化的旧征对网格进行自适应加密棳既能保证旧网格几何特网格方能继续分析暎然而由于存在拓扑结构的复杂性暍模型适应能力差暍模型的复杂性以及物理量征的完整性棳又尽可能地减少网格单元数目棳既可的多样性等问题棳高效暍可靠的六面体网格再生成保障有限元计算精度棳又能提高

5、其计算效率暎方法仍不成熟棳且已成为模拟系统能否成功的暟瓶棽暋网格再划分判断颈暠问题暎为此棳国内外学者对六面体网格划分和再划分网格再划分标准就是何时进行网格再划分的问题进行了许多探索和研究棳且在六面体网格初次判断标准棳一般基于以下准则进行网格再划分判椲棿棳椀椵划分方面取得了很大进展棳同时对六面体网格断椇棬棻棭使用基于从有限元网格中计算出的应力再划分技术也进行了很多有益的探索暎斊斿旘旑斸旑斾斿旙或应变或应变率误差估计的范数椈棬棽棭单元切线刚椲椂椵等提出了一种六面体网格再划方法棳较好地解决度矩阵状态分析椈棬棾棭网格几何畸变的量化分析椈收稿

6、日期椇棽棸棸椆灢棸棿灢棽椀椈修改稿收到日期椇棽棸棸椆灢棸椆灢棻棻灡棬棿棭网格和模具几何干涉分析暎其中棳误差估计或基金项目椇国家自然科学基金棬椀棸椄椃椀棻椀椀棭资助项目灡刚度矩阵状态的计算量相当大棳故一般不作为网格作者简介椇王忠雷棬棻椆椃椃灢棭棳男棳博士棳讲师椈赵国群灣棬棻椆椂棽灢棭棳男棳博士棳教授棳博士生导师再划分的触发标准棳多采用网格几何畸变的量化分棬斉灢旐斸旈旍椇旡旇斸旓旂旕椑旙斾旛棶斿斾旛棶斻旑棭椈析和网格与模具几何干涉分析作为网格再划分标黄丽丽棬棻椆椄棽灢棭棳女棳博士生椈马新武棬棻椆椃椀灢棭棳男棳博士棳副教授棶准暎暋第棻期王

7、忠雷棳等椇三维有限元六面体网格几何自适应再生成方法椃棾棽棶棻暋网格几何畸变的量化分析为两个三角形棳按照斢斣斕文件的格式输出棳即可获描述网格畸变的判定依据有很多棳如外观比得需要划分单元的几何信息暎然而网格再划分时棳例暍偏斜度暍扭曲度和单元斒斸斻旓斺旈斸旑矩阵行列式值旧网格发生了严重的畸变和干涉棳这种畸变和干涉等暎其中基于单元斒斸斻旓斺旈斸旑矩阵行列式值的判断会严重影响斢斣斕文件的质量棳从而影响再划分的是单元退化最基本和最重要的判据暎为了能在单网格的质量棳所以需要对生成的斢斣斕文件进行适元水平上确定整体坐标和局部坐标之间的对应关当处理暎

8、系棳保证变换的一致性棳等参变换要求单元为外凸棳棾棶棻暋畸变单元的处理网格再划分时由于旧网格的畸变棳有限元网格即要求斒斸斻旓斺旈斸旑矩阵行列式的值在整体单元上大的表面四边形也可能发生严重的畸变棳导致生成的于零棳而当单元斒斸斻旓斺旈斸旑矩