手動網格劃分和自動網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格劃分對于專業人士來說是更好的選擇,而自動網格劃分對于非專業人士來說已經足夠好了。但是,隨著自動網格劃分算法的快速發展,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格劃分已成為承載模擬離散化(將復雜形狀細分為更小、更易于管理的組件的過程)的新黃金標準。在本文,我們將了解到什么是網格劃分,以及自動網格劃分技術是如何提高公司設計的精度和適用性的。
什么是網格化?
網格劃分是計算機輔助設計 (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量多邊形來實現的。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。然后對象進行離散化。
將復雜形狀細分為更小、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)準備復雜結構系統的最佳方法。一般來說,更密集的網格(網格的單位面積上的多邊形數量更多)將提供更準確的模型。
自動網格劃分:優點和缺點
自動網格算法允許 CAD 用戶在其設計中自動應用特定的線元素網絡和互連節點。讓我們來看看自動網格劃分的一些優點和缺點。
優點
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復雜的網格分布應用了細網格和粗網格的組合
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更好的網格從一種元素尺寸過渡到另一種尺寸
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強大的解決方案允許更準確的數學建模
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在不影響質量的情況下縮短設計周期時間
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節省原型制作成本
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減少數據準備時間
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優化的網格尺寸簡化了工作流程
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提高對創新的關注
缺點
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較少粒度的控制
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需要初步的學習曲線來掌握軟件
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可能是更大的初始費用(盡管它很快就能收回成本)
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最終將會使設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。
手動網格劃分:優點和缺點
同樣,手動網格劃分是離散化的過程;但是,與自動網格劃分不同,這是由用戶自己完成的,而不是軟件算法。
優點
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完全監督生成的網格
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允許輕松定制網格,而不是算法
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對于熟練的專業人員來說,可以更容易地排除故障
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傳統上比自動網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 (CFD)建立合適的網格模型
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耗時較多
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容易出現人為錯誤
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跨設計的結果可能不可靠
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可能不如高度復雜的自動網格軟件準確
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需要高水平的專業知識來確保模型的準確性
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網格通常沒有針對導出進行優化
為什么世界轉向自動網格劃分?
雖然手動網格劃分歷來是解決復雜拓撲的最佳方法,但自動網格劃分正變得越來越復雜,這也是NASA轉向自動網格劃分的部分原因。
當然,對于許多設計師來說,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力集中區域細化自動網格。
正如我們所見,自動網格軟件(如 Spatial 的3D Precise Mesh)允許用戶簡化工作流程、降低開發成本并節省資金,而不會影響可靠性、準確性或質量。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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