手動網(wǎng)格劃分和自動網(wǎng)格劃分之間的爭論并不是什么新鮮事。長期以來,普遍的共識是手動網(wǎng)格劃分對于專業(yè)人士來說是更好的選擇,而自動網(wǎng)格劃分對于非專業(yè)人士來說已經(jīng)足夠好了。但是,隨著自動網(wǎng)格劃分算法的快速發(fā)展,這些判斷是否會有更新呢?
下面,我們一起來研究為什么自動網(wǎng)格劃分已成為承載模擬離散化(將復(fù)雜形狀細(xì)分為更小、更易于管理的組件的過程)的新黃金標(biāo)準(zhǔn)。在本文,我們將了解到什么是網(wǎng)格劃分,以及自動網(wǎng)格劃分技術(shù)是如何提高公司設(shè)計的精度和適用性的。
什么是網(wǎng)格化?
網(wǎng)格劃分是計算機(jī)輔助設(shè)計 (CAD) 中必不可少的工具。它允許用戶在施加載荷下求解連續(xù)幾何形狀的模擬行為。這是通過在物體表面上疊加大量無質(zhì)量多邊形來實現(xiàn)的。這些多邊形是三角形和四邊形的組合,在 3D 空間中稱為四面體和六面體。然后對象進(jìn)行離散化。
將復(fù)雜形狀細(xì)分為更小、更易于管理的組件的過程稱為離散化。離散化是為有限元分析(FEA)準(zhǔn)備復(fù)雜結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的最佳方法。一般來說,更密集的網(wǎng)格(網(wǎng)格的單位面積上的多邊形數(shù)量更多)將提供更準(zhǔn)確的模型。
自動網(wǎng)格劃分:優(yōu)點和缺點
自動網(wǎng)格算法允許 CAD 用戶在其設(shè)計中自動應(yīng)用特定的線元素網(wǎng)絡(luò)和互連節(jié)點。讓我們來看看自動網(wǎng)格劃分的一些優(yōu)點和缺點。
優(yōu)點
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復(fù)雜的網(wǎng)格分布應(yīng)用了細(xì)網(wǎng)格和粗網(wǎng)格的組合
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更好的網(wǎng)格從一種元素尺寸過渡到另一種尺寸
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強(qiáng)大的解決方案允許更準(zhǔn)確的數(shù)學(xué)建模
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在不影響質(zhì)量的情況下縮短設(shè)計周期時間
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節(jié)省原型制作成本
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減少數(shù)據(jù)準(zhǔn)備時間
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優(yōu)化的網(wǎng)格尺寸簡化了工作流程
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提高對創(chuàng)新的關(guān)注
缺點
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較少粒度的控制
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需要初步的學(xué)習(xí)曲線來掌握軟件
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可能是更大的初始費(fèi)用(盡管它很快就能收回成本)
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最終將會使設(shè)計師的某方面技能被淘汰
提示
選擇與CGM Modeler和 The 3D ACIS Modeler等常見市場建模器緊密集成的自動網(wǎng)格軟件。這是自動化耗時的工作流程并減少項目完成時間 (TTC) 的最佳方式。
手動網(wǎng)格劃分:優(yōu)點和缺點
同樣,手動網(wǎng)格劃分是離散化的過程;但是,與自動網(wǎng)格劃分不同,這是由用戶自己完成的,而不是軟件算法。
優(yōu)點
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完全監(jiān)督生成的網(wǎng)格
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允許輕松定制網(wǎng)格,而不是算法
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對于熟練的專業(yè)人員來說,可以更容易地排除故障
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傳統(tǒng)上比自動網(wǎng)格劃分更符合用戶的期望
缺點
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難以為有限元分析(FEA) 或計算流體動力學(xué) (CFD)建立合適的網(wǎng)格模型
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耗時較多
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容易出現(xiàn)人為錯誤
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跨設(shè)計的結(jié)果可能不可靠
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可能不如高度復(fù)雜的自動網(wǎng)格軟件準(zhǔn)確
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需要高水平的專業(yè)知識來確保模型的準(zhǔn)確性
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網(wǎng)格通常沒有針對導(dǎo)出進(jìn)行優(yōu)化
為什么世界轉(zhuǎn)向自動網(wǎng)格劃分?
雖然手動網(wǎng)格劃分歷來是解決復(fù)雜拓?fù)涞淖罴逊椒?,但自動網(wǎng)格劃分正變得越來越復(fù)雜,這也是NASA轉(zhuǎn)向自動網(wǎng)格劃分的部分原因。
當(dāng)然,對于許多設(shè)計師來說,手動和自動嚙合的組合是最佳選擇。例如,手動控制可用于在高應(yīng)力集中區(qū)域細(xì)化自動網(wǎng)格。
正如我們所見,自動網(wǎng)格軟件(如 Spatial 的3D Precise Mesh)允許用戶簡化工作流程、降低開發(fā)成本并節(jié)省資金,而不會影響可靠性、準(zhǔn)確性或質(zhì)量。這使其成為尋求快速、靈活和高性能解決方案的公司的更好選擇。

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