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1、TrueGrid 参数化网格划分软件方案书用户单位：*中仿科技2014 年 11 月 12 日目录TrueGrid 参数化网格划分软件 .1方案书 .1一、TrueGrid 与主流网格划分软件功能对比 .1二、TrueGrid 软件特点介绍 .2三、TrueGrid 软件用户情况 .10四、实例应用-复杂网格划分 .11五、实例应用-战斗部网格划分 .171一、TrueGrid 与主流网格划分软件功能对比目前，世面上商用网格划分软件，主要有 Hypermesh、ANSA、Patran、ICEM CFD，以及 TrueGrid。发展至今，这些软件均能满足常规的网格划分需求，也均有各自的特点以及优
2、势领域。Hypermesh、ANSA 偏重于面、壳体等结构的分网，TG 在实体固体的六面体网格分网能力更突出，ICEM CFD 侧重于流体的分网。而 Patran 的优势在于 MSC 软件的前后处理，包括几何建模以及对 MSC 软件的支持，操作方面，Patran 的鼠标图形化操作界面做的最好。战斗部的仿真工作，均涉及大变形，对计算精度有很高的要求。在满足计算高效率要求的前提下，六面体网格是十分必要的。在三维六面体网格生成方面，TrueGrid（以下简称 TG）能力最强，模型越复杂，六面体网格划分越发精细，既均匀又规则，别的软件无法与其相比。战斗部的仿真，均涉及爆炸等动力仿真，一般采用 LS-D
3、YNA 软件作为分析求解工具。TG 软件，是从 LS-INGRID 上重写而成，而 LS-INGRID 是 LS-DYNA 内置的前处理工具，因此，TG 软件和 LS-DYNA 的联合使用是最为顺畅的。例如，TG 可以直接生成 LS-DYNA所需的 K 文件。战斗部的仿真，经常需优化设计，建模，分网，求解，后处理，若可完全用脚本来实现，设计效率会很高。TG 可实现纯命令流形式分网，借助其参数化功能，通过文件重生成网格，实现分网的优化设计需求。其余软件也有的可以借助导出脚本，修改脚本来实现命令形式操作，但不彻底，很多时候还需人工干预。战斗部仿真部件时，需对某些构成体、面进行选取工作，但 TG 软
4、件的鼠标选取功能有待改进，这个方面，Patran 优势较大。分网时，需要对整体分块处理，需要很多技巧，而且占网格处理的大部分时间，TG 的手工干预较多，而且对使用经验要求偏高。分网效率方面，TG 同时基于几何实体和拓扑分网，而且非常擅长参数化网格。同时，对于大规模模型，TG 的分网效率很高，而相比之下 HM 仅仅是基于几何实体分网，参数化方面也有一个所谓的蒙皮技术，但是功能比较单一，参数化特性有限，而且分网效率较低，不过 HM 对于二维网格尤其是汽车行业的薄壁件的处理能力及网格控制能力，优势较为明显。2二、TrueGrid 软件特点介绍TrueGrid 是一套优秀的、功能强大的通用网格生成前处
5、理软件。它可以方便快速生成优化的、高质量的、多块结构的六面体网格模型。作为一套简单易用，交互式、批处理前处理器，TrueGrid 支持三十多款当今主流的分析软件。TrueGrid 提供了工业界最先进的映射网格划分功能, 使用户快速完成他们想做的工作。可以快速而有效地创建顶级优质的网格模型。TrueGrid 创立的网格模型可以导入到有限差分软件或有限元软件中进行模拟计算。此外，TrueGrid 不仅仅是一个网格生成工具，它还可以针对大多数分析软件生成输入文件。在 TrueGrid 中定义网格的同时，用户可以指定有限元网格模型的物理特性，甚至可以指定与网格划分无关的一些模拟参数。一旦完成了整个网格
6、的划分工作，TrueGrid 会自动生成输入文件。TrueGrid 可以生成多块体、结构化的优质网格模型。此外，True Grid 还提供了许多有用的工具来辅助生成高质量的网格，包括：多线性插值、无限插值、椭圆过渡工具等。TrueGrid 使用特殊的投影方法将块体结构的网格划分投射到一个或者多个表面上。这种投影方法消除了繁重的手工网格划分操作的烦恼。TrueGrid 不断增加了很多更灵活更方便的智能化工具，一旦整个模型的网格划分完成，True Grid 的诊断工具会对你最终得网格模型进行综合评价。TrueGrid 拥有一个先进便捷的图形用户界面，可以通过点击鼠标完成所有操作。图形界面充分利用颜
7、色的区别来建立几何模型和网格模型。提示、对话框，以及在线帮助均可以直观地引导用户创立高质量的网格模型菜单。True Grid 使用成熟的图形技术来随时观察网格建立的情况。UNDO 命令可以让你随时方便地修改你的模型。这种互动式的操作特性将给你快速的反馈3信息, 来帮助你完成网格划分的过程。作为一个强大的前处理软件，TrueGrid 具有如下优势： 使用 TrueGrid 可大大节省您宝贵的时间 TrueGrid 可方便、快速生成高质量六面体和四面体网格单元 TrueGrid 强大便捷的投影处理方式 通过 TrueGrid 多块结构方式产生高质量的网格划分 TrueGrid 可方便地与您的原有系
8、统整合，构成一个完整集成环境。 TrueGrid 友好的用户界面、条理清晰的菜单, 使用户可随意接通任何分析任务 TrueGrid 更灵活更方便的智能化辅助网格生成器 TrueGrid 用户自定义方式节约宝贵的时间工程师和科学家通常使用的，代价昂贵的三维计算机有限元模拟技术，现在终于可以以更低的成本来完成了。根据对大多数人的调查估计，在计算机模拟中，网格单元的划分通常需要占用整个项目完成时间和费用的 80%左右。使用 TrueGrid 软件可以仅仅花费数天时间便完成了使用其它网格生成软件通常需要花费几个月时间的工程项目。网格划分TrueGrid 是一个习惯于将几何结构细化为一个个小方格，然后划
9、分成六面体块体单元或四边形壳体单元的计算软件。划分的结果，即网格或者栅格，可以用来导入到现在通常的 FEA和 CFD 分析软件中进行结构分析、流体流动或其它复杂物理场的模拟。TrueGrid 使得设计者从复杂几何模型网格划分的繁重工作中解脱出来，在保证获得优质网格质量的同时，极大地减少了时间消耗。TrueGrid 功能的强大其中一部分原因是：它可以使设计者直接进行多块结构网格划分。左侧球体优质的网格划分是因为在一个结构上使用了七个很小的小块，七个小块的框架见右图。在这个球体的网格划分中共使用了7000 个六面体单元，而使用 TrueGrid 软件进行交互式划分此网格模型需要使用不超过4一分钟的
10、时间，只需六步操作。相对这个网格划分的时间，如果使用其它工具的话可能还需要进一步的细化操作。投影处理方法TrueGrid 的投影方法 (基于投影几何学) 免去了设计者指定结构体积详细信息的需要，而这往往是其它 CAD 导向网格生成器所必需的。并且，这种精确的投影方法能够处理复杂的几何结构- 建立大型复杂的涡轮、喷气发动机、泵、机翼、传动器甚至人体结构的模型。表面和曲线可以有无限制的任意曲率。用户只需选取表面，True Grid 会完成其余的工作。节点会自动地分布在表面上，而边界上的节点会自动置于这些表面的交界面上。节点的分布会通过插值和光滑过渡等方法进行控制。多块结构化部件建立优质网格单元的关
11、键是使用结构化的块体模式。TrueGrid 的标准部件是基于六面体实体单元和四边形的薄壳单元。它们通过行、列和层的形式组成结构化的块体。由于结构化的块体模式可以控制网格的质量并可将问题分解成许多易处理的小块结构，因此可以说它是一个完美的解决方案。TrueGrid 支持高结构化的，多块体网格划分功能这可以产生高质量的网格划分。在各行、列和层上，每一个块都可以由三维六面体、二维四边形、以及一维线性或二次方程式单元组成。在建立多块体结构化网格上，TrueGrid 有很大的灵活适应性以确保可以处理最复杂的几何结构。下面为一个扬声器模型的分解图形，它是由八个多块体结构组成，包含六面块体单元和四边形壳体单
12、元。5模型的导入和导出现代化的设计可以通过计算机辅助设计 (CAD) 或者固体模型器来完成。True Grid 软件使用 IGES 标准界面导入几何模型并将设计转化为模拟仿真软件所需的数字化模型。由于投影方法的优越性， 因此没有“清除 ”模型的必要！ (清除模型仅仅当使用基于几何模型网格划分器的时候需要使用)TrueGrid 也有许多种表面和曲线的输入形式：使用几何窗口输入、函数、任意数据等。从其它来源导入的几何模型可以任意方式地混合以形成所需要的几何结构。这一点是非常重要的，尤其是当您需要将一个从实体模型导入的光滑 NURBS 表面，同一个不规则曲面进行组合的时候，例如构造一个复合曲面问题。
13、更重要地是可以将一个网格曲面投射到此复合表面，并经过椭圆修复工具进行光滑过渡处理。此外，边界条件和初始条件、约束和载荷都可以嵌入到模型中。True Grid 用户可以选择适当的模型数据，以便为进行三维模拟做准备。6无论边界表面被以何种方式定义，TrueGrid 都可以快速地将块状结构的网格特征与边界表面进行匹配。它的网格划分功能可以很好地实现表面与表面之间的搭接、不重合以及不能光滑过渡等问题。用户可以将任意多的复杂表面组合成为一个单一的整体。这可以减少你在建立和修补几何结构时候的工作量，而不必考虑网格模型是怎样建立的。完整的几何实体模型可以如实地从CAD/CAM 软件或其它建模工具中导入到TrueGrid 中来，而不会丢失数据。导入模型可以以标准的 IGES 格式从建模软件或CAD/CAM 系统中输入。左侧的模型是从商业 CAD 软件中建立并以 24 个面的形式导入到 TrueGrid 中。 TrueGrid支持下列的 IGES 文件实体模型：3D 曲线 表面 其他线 面 转换圆弧 规则表面 标准圆锥曲线 旋转面 相关性参数化样条曲线 圆柱面NURBS 曲线 参数化样条曲面复合曲线 NURBS 曲面栅格曲面TrueGrid 的 IGES 文件读取器已经通过使用多种流行的 CAD/CAM 和模型建立工具得到测试。下面列举了一些测试过的软件： ANSYS AutoCAD CATIA
