ANSYS Mechanical中的网格质量评价方法与应用
在ANSYS Mechanical中，网格划分的质量可以通过Mesh分支Details中的Quality部分来评价，如下图所示。
上述选项中，Check Mesh Quality选择Yes，Errors表示在给定的Error Limits限制下不能生成网格，会打印错误消息。Error Limits为极限值，当 physics preference 选择Mechanical 时，Error Limits可以选择Standard Mechanical或Aggressive Mechanical。TargetQuality选项用于设置期望网格满足的目标单元质量。如果在MeshMetric的下拉列表中选择了一项度量指标，则可以在网格划分后查看网格度量信息，从而评估网格质量。
目前Mechanical中可用的Mesh Metric及其相关说明列于表1。
表1 网格度量指标类型与描述
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网格度量指标 |
描述 |
取值的说明 |
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Element Quality |
基于总体积和单元边长平方、立方和比值的综合度量指标 |
介于0-1之间 |
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Aspect Ratio Calculation for Triangles |
三角形单元的纵横比指标 |
等边三角形为1，越大单元质量越差 |
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Aspect Ratio Calculation for Quadrilaterals |
四边形单元的纵横比指标 |
正方形为1，越大单元形状越差 |
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Jacobian Ratio |
Jacobian比质量指标 |
此比值越大，等参元的变换计算越不稳定 |
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Warping Factor |
单元扭曲因子 |
此因子越大表面单元翘曲程度越高 |
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Parallel Deviation |
平行偏差 |
此指标越高单元质量越差 |
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Maximum Corner Angle |
相邻边的最大角度 |
接近180°会形成质量较差的退化单元 |
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Skewness |
单元偏斜度指标，是基本的单元质量指标 |
此值在0-0.25时单元质量最优，在0.25-0.5时单元质量较好，建议不超过0.75 |
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Orthogonal Quality |
正交质量度量 |
范围是0到1之间，其中0为最差，1为最优。 |
在Mesh Metric项目列表中，可选择以上各种指标之一进行统计显示，对于其中任何一个指标，可以统计该指标的最大值、最小值、平均值以及标准差，如下图所示。
对于每一种评价指标，还可显示分区间的单元分布情况。以Orthogonal Quality为Mesh Metric时，可以显示单元正交质量度量值的分布情况柱状图，如下图所示，其中包含四面体单元Tet10单元的统计信息。
Mesh Metrics统计柱状条图