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(5)通過(guò)solid map>one volume 逐個(gè)劃分其余體的3D網(wǎng)格，直至把這個(gè)“圓筒”部分劃完。(6)通過(guò)solid map>one volume 來(lái)劃分內(nèi)部結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)網(wǎng)格不對(duì)齊，刪除。

關(guān)鍵詞：OptiStruct;子模型法;計(jì)算效率;0 引言有限元法在解決復(fù)雜工程分析計(jì)算中扮演的角色越來(lái)越重要，一些領(lǐng)域如機(jī)械制造[1,2,3,4]、化工[5]、國(guó)防軍工[6,7]等廣泛應(yīng)用有限元法進(jìn)行輔助設(shè)計(jì)和試驗(yàn)驗(yàn)證。有限元法是基于拉格朗日型網(wǎng)格，理論上網(wǎng)格劃分得足夠細(xì)密，那么就能使問(wèn)題域離散單元數(shù)值解愈接近真實(shí)解。

本文基于StarCCm+渦輪機(jī)械網(wǎng)格功能對(duì)rotor37渦輪葉片劃分全六面體網(wǎng)格，渦輪機(jī)械網(wǎng)格操作使用基于橢圓偏微分方程的方法生成流動(dòng)對(duì)齊的六面體網(wǎng)格。此操作僅用于串行執(zhí)行。 Turbomachinery applications with axial blades typically require a flow-aligned, structured mesh.

結(jié)盟當(dāng)網(wǎng)格與主要流動(dòng)方向對(duì)齊時(shí)，CFD 求解器可以更好地收斂并產(chǎn)生更準(zhǔn)確的結(jié)果。結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格中的對(duì)齊幾乎是隱式實(shí)現(xiàn)的，因?yàn)?em>網(wǎng)格線遵循幾何圖形的輪廓（與流一樣），而非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格中則沒(méi)有這種對(duì)齊。可定義正常當(dāng)存在垂直于墻壁或尾流等特征的明確定義的計(jì)算方向時(shí)，邊界條件和湍流模型的應(yīng)用效果很好。橫向法線很容易在結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格中定義。圖2 . 結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格非常適合渦輪機(jī)械應(yīng)用。

OptiStruct縮短了CAE-CAD迭代的整體設(shè)計(jì)周期，并實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)改進(jìn)。它所提供的優(yōu)化解決方案通過(guò)單次分析便會(huì)將多種荷載情形計(jì)入在內(nèi)。通過(guò)四面體網(wǎng)格算法可以快速完成網(wǎng)格劃分，而無(wú)需經(jīng)過(guò)一個(gè)全方面徹底又耗時(shí)的過(guò)程。構(gòu)件質(zhì)量檢驗(yàn)功能易于使用，可幫助確保所獲得結(jié)果的有效性。而通過(guò)邊緣檢驗(yàn)器還可以驗(yàn)證拓?fù)浣Y(jié)果中是否出現(xiàn)內(nèi)部空洞。

編輯 接下來(lái)就是設(shè)置約束并建立載荷步 ? 編輯 提交計(jì)算 計(jì)算結(jié)果如下： ? 編輯四、總結(jié) 本次分析完成了用Hypermesh為CFD建立流體域并劃分網(wǎng)格，并導(dǎo)入至fluent進(jìn)行流場(chǎng)計(jì)算，然后將fluent里面的壓強(qiáng)結(jié)果映射至OPtistruct的求解模型上，并完成計(jì)算。

下面用OptiStruct對(duì)端板做一個(gè)拓?fù)鋬?yōu)化，包括分析設(shè)置、優(yōu)化設(shè)置、后處理以及生成step格式文件。 圖 端板幾何模型端板如圖所示，保存為step格式文件，導(dǎo)入到hypermesh中。對(duì)其進(jìn)行4面體網(wǎng)格劃分，并將其分為非優(yōu)化區(qū)域和優(yōu)化區(qū)域，同時(shí)非優(yōu)化區(qū)域和優(yōu)化區(qū)域也需要單獨(dú)設(shè)置屬性，因?yàn)樵谕負(fù)鋬?yōu)化時(shí)是依據(jù)屬性進(jìn)行區(qū)分的。

圖3 a)為壓縮機(jī)殼體模型圖，壓縮機(jī)殼體分為上殼體與下殼體，上殼體與下殼體通過(guò)焊縫連接；圖3 b)為單元網(wǎng)格圖，殼體厚度均勻，故采用抽取中面的方法，進(jìn)行殼單元網(wǎng)格劃分，網(wǎng)格尺寸設(shè)定為2 mm，上下殼體通過(guò)Seam單元焊縫連接。

1.2 網(wǎng)格劃分標(biāo)準(zhǔn)在將.STEP格式的三維CAD模型通過(guò)HyperMesh的import導(dǎo)入功能加載到軟件界面之前，選擇求解器模塊為OptiStruct, 后面所有的操作都將以HyperWorks的OptiStruct求解器為模板[2,3,4]。薄壁板件將采用殼單元進(jìn)行劃分，鑄件一般采用體單元進(jìn)行處理。

本文基于StarCCm+渦輪機(jī)械網(wǎng)格功能對(duì)rotor37渦輪葉片劃分全六面體網(wǎng)格，渦輪機(jī)械網(wǎng)格操作使用基于橢圓偏微分方程的方法生成流動(dòng)對(duì)齊的六面體網(wǎng)格。此操作僅用于串行執(zhí)行。

在本課程中，您將了解有關(guān)網(wǎng)格劃分和執(zhí)行線性靜態(tài)分析的所有信息。網(wǎng)格劃分在 HyperMesh 中完成，分析在 OptiStruct 中完成。關(guān)于軟件Hyperworks 是由 Altair Engineering 開(kāi)發(fā)的完整軟件包。HyperMesh 和 OptiStruct 是該軟件包的一部分。

在Hyperworks/optistruct中進(jìn)行前處理，準(zhǔn)靜態(tài)非線性分析。分析外覆蓋件局部區(qū)域受外力作用下的彈性恢復(fù)性能，及外力卸載后的殘余變形。 采用殼單元，基本網(wǎng)格尺寸10mm，受壓部位局部網(wǎng)格尺寸2mm，并保證網(wǎng)格質(zhì)量。 接觸定義：外板于探頭接觸部位定義接觸，接觸對(duì)的類(lèi)型通常為面面接觸，選取網(wǎng)格較粗剛度較大的探頭作為主面，選取網(wǎng)格較密剛度較小的外板作為從面。

定義瞬態(tài)響應(yīng)分析的響應(yīng)輸出類(lèi)型 首先打開(kāi)Hypermesh，選擇Optistruct模塊，創(chuàng)建懸臂梁網(wǎng)格模型，并賦予對(duì)應(yīng)材料和屬性。 把屬性和材料賦予組件。然后創(chuàng)建SPC loadcollector，將懸臂梁左部節(jié)點(diǎn)全約束。 在懸臂梁右側(cè)自由端上方中點(diǎn)施加載荷幅值，約束3方向自由度，取值為-1。

，厚度方向網(wǎng)格均設(shè)置為一層網(wǎng)格，通過(guò)調(diào)控長(zhǎng)度方向網(wǎng)格尺寸來(lái)保證不同數(shù)量網(wǎng)格要求，同時(shí)默認(rèn)面內(nèi)網(wǎng)格50x50，厚度方向1層為標(biāo)準(zhǔn)結(jié)果 求解器 為排除不同求解器基本單元之間的差異影響，本文同時(shí)使用Ansys，Abaqus，OptiStruct，Simulation四種求解器進(jìn)行對(duì)比其中Abaqus使用單元類(lèi)型為C3D10，Ansys使用單元類(lèi)型為

使用Optistruct創(chuàng)建上述幾何模型，并劃分網(wǎng)格得到有限元模型，并創(chuàng)建邊界條件進(jìn)行形貌優(yōu)化后，得到的結(jié)果如下圖 這意味著，可以按照上述云圖來(lái)起筋。上圖中紅色區(qū)域意味著是可以凸起的部分，藍(lán)色區(qū)域則是保持原狀的部分。使用上述起筋的方式，就可以得到我們所希望的較高剛度的板件。

自由網(wǎng)格變形技術(shù)可以智能調(diào)節(jié)網(wǎng)格的形狀，進(jìn)行拉伸，縮小，旋轉(zhuǎn)等等，一次可進(jìn)行多個(gè)變形操作，可實(shí)現(xiàn)改變結(jié)構(gòu)姿態(tài)而不改變單元形狀。 批量網(wǎng)格處理功能，對(duì)于時(shí)間緊、任務(wù)重的項(xiàng)目，不需要打開(kāi)操作界面，只需要把模型導(dǎo)入進(jìn)去，設(shè)置好參數(shù)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)進(jìn)行網(wǎng)格劃分，殼單元、體單元都可以。

-按下 Enter 鍵，將在表面網(wǎng)格內(nèi)創(chuàng)建BLM 網(wǎng)格。 ?對(duì)齊點(diǎn) (Align Nodes): 在兩個(gè)實(shí)體網(wǎng)格之間縫合接觸面。點(diǎn)選的第一個(gè)實(shí)體網(wǎng)格將固定所有節(jié)點(diǎn)；點(diǎn)選的第二個(gè)實(shí)體網(wǎng)格將以容許值（最小網(wǎng)格尺寸）移動(dòng)其節(jié)點(diǎn)來(lái)與第一個(gè)實(shí)體網(wǎng)格匹配： -單擊圖標(biāo)并點(diǎn)選 第一個(gè)實(shí)體網(wǎng)格（節(jié)點(diǎn)固定）和 第二個(gè)實(shí)體網(wǎng)格（節(jié)點(diǎn)將被移動(dòng)） 。

?流固交界面的網(wǎng)格不要求節(jié)點(diǎn)一一匹配，但是如果流體側(cè)和固體側(cè)的網(wǎng)格尺寸差太多，可能會(huì)造成數(shù)據(jù)映射的誤差。?P-FSI和DC-FSI的流體都要求是瞬態(tài)計(jì)算，估算時(shí)間步長(zhǎng)，既要滿足振動(dòng)最高頻率的要求，還要滿足一個(gè)時(shí)間步內(nèi)網(wǎng)格變形量不能過(guò)大（否則造成CFD網(wǎng)格負(fù)體積而發(fā)散）。?避免在一個(gè)時(shí)間步內(nèi)傳遞很大的力給OptiStruct，或反之，在一個(gè)時(shí)間步內(nèi)傳遞很大的位移給AcuSolve。

完成 Region 1 與 Region 2 的實(shí)體網(wǎng)格后，可透過(guò) 檢查接觸邊界(Check Contact Boundary) 來(lái)確定接觸面的網(wǎng)格是否有 交錯(cuò)(intersection)，如下圖便檢測(cè)出 Region 1 與 2 間存在不匹配，這時(shí)則可用 對(duì)齊節(jié)點(diǎn)(Align Nodes) 的功能，將不同區(qū)塊的實(shí)體網(wǎng)格間節(jié)點(diǎn)對(duì)上。

完成Region 1與Region 2的實(shí)體網(wǎng)格后，可透過(guò)檢查接觸邊界(Check Contact Boundary)來(lái)確定接觸面的網(wǎng)格是否有交錯(cuò)(intersection)，如下圖便檢測(cè)出Region 1 與2間存在不匹配，這時(shí)則可用對(duì)齊節(jié)點(diǎn)(Align Nodes)的功能，將不同區(qū)塊的實(shí)體網(wǎng)格間節(jié)點(diǎn)對(duì)上。