【案例分析】在CATIA CAE中的高效智能的网格生成技术

在快速发展的消费类电子市场中,企业面临着巨大的压力,他们必须领先竞争对手一步推出产品。为应对越来越高的产品复杂性,同时缩短设计周期时间,在研发过程中采用仿真软件是一种业经验证的工作方法。采用分析工具,设计工程师就能够生成模型,虚拟地展现物理几何结构,并用物理计算来调整和优化产品。相对于过去的试错法原型设计方法而言,这种方法能够大幅提升速度。因此,业界领先的组织机构在许多工程领域都采用了仿真流程。

扩展了FMS模块的网格划分功能,可以基于预定义的网格划分规则对高级复杂曲面进行自动网格划分。

基于规则的网格划分器(RBM)扩展了FMS的网格功能,并且对利用CATIA的网格划分工具进行的所有工作流能够实现对复杂曲面自动的和更高质量的网格划分。RBM提供给了用户一种方法可以在例如圆孔、倒角(fillet)和加强筋(beads)等特征处来指定希望的全局网格划分的几何处理。RMB也提供了一种方法来指定可接受的单元质量准则,例如最小边长、长宽比(Aspect ratio)和偏斜度(skewness)。一旦完整的网格划分规则被定义,网格划分时就不需要额外的用户参与,整个网格划分都将自动完成。

· 能够对复杂的曲面进行全面的自动网格划分

· 生成单元数量尽可能少,网格质量更高的壳单元

· 通过用户自定义规则来控制通用几何体的处理

· 通过预定义的网格质量准则目标来创建想要的网格

· 利用相同的网格划分规则对所有的几何体生成一致的网格划分结果

· 提供针对目标场(例如NVH、碰撞等)的恰当的网格划分规则

除了FMS提供的功能和优势外,RBM还可以提供:

一旦定义好规则,RBM可以自动生成网格。自动网格划分极大地提高了生产效率,因为在网格编辑方面花费了尽可能少的时间。

最终生成的网格是比以前生成的网格质量更高,效率更快。基于比手动调整更加高效的规则对网格进行优化。RBM从全局的角度来考虑网格划分问题以满足网格质量准则,而不用修改和细化用户关注的地方。

RBM可以识别通用几何特征,例如圆孔、倒角和加强筋,并且根据用户的要求进行几何处理。例如,用户可以指定直径小于5mm的圆孔被移除,直径在5mm到10mm之间的圆孔处生成1层单元,圆孔周围6个节点,直径10mm到15mm的圆孔处生成2层单元。利用这种方法,可以确保从一个区域到下一个区域和一个模型到下一个模型的几何处理的一致性。

除了通常几何特征的一致化处理外,RBM还让用户指定要满足的 单元质量目标。用户还可以指定单元几何的限制,例如最小边长、长宽比和单元偏斜度( skewness )以确保单元形状不影响仿真结果。

由于RBM能够让用户对很多部件使用相同的网格划分规则,因此确保了划分的网格结果的高度一致性。这些一致性非常重要,尤其在模型间有较小变动时。在这样的情况下,网格上的差别对结果不产生影响。

每一个仿真学科都有自己的网格要求以得到高质量的结果,同时伴随可接受数量的单元。利用RBM,用户可以很容易的选择恰当的规则组合来达到不同学科的仿真目标要求。