翘曲 — CAE术语解说
翘曲
什么是翘曲
翘曲是网格品质指标吗?从名字来看似乎有"变形"的含义。
是的。网格翘曲是四边形(四边形)面单元四个顶点不在同一平面上的程度的指标。它用角度表示理想平面四边形的顶点偏离程度。值越大,面"扭曲"越明显。
翘曲过大会带来什么问题?
在有限元分析中,单元的形状函数是基于平面假设推导的,因此扭曲的单元会降低插值精度,增加分析误差。在计算流体动力学中,面的法向量无法唯一确定,导致通量计算出现误差。特别是在用六面体网格切割复杂形状时,侧面容易出现翘曲。
网格品质指标的比较
翘曲与纵横比和倾斜度有什么关系?
这些都是从不同角度评估单元品质的指标。纵横比衡量的是细长程度,倾斜度衡量的是角度变形的大小,翘曲衡量的是面偏离平面的程度。任何一个指标不佳都会造成问题,但在实务中标准做法是同时检查所有指标。可以用网格划分工具的品质检查功能进行批量评估。
可接受的翘曲度范围是多少?
通常认为45度以下是可接受的。但不同求解器的容许范围不同。OpenFOAM在官方上支持非平面面,但如果翘曲过大,fvMesh的品质警告会导致计算不稳定。像HyperMesh这样的网格划分工具会在品质报告中包含翘曲值,参考这些数据更具有实践意义。
找到问题单元后应该怎么处理?
最可靠的方法是将其分割为三角形单元。或者使用虚拟拓扑修改CAD形状后重新网格划分。或者使用网格划分工具的平滑化功能调整相邻节点的位置来改善品质。翘曲问题通常源于CAD形状的复杂性,因此在前处理阶段的处理至关重要。
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