abaqus网格自动划分

Question

想问下为什么设置的四面体网格划分出来全是三角形的，还有自下而上网格必须有一个基础网格是吗

Answer 1

引自免费微信小程序：皆我百晓生

在ABAQUS软件中，将四面体网格划分为三角形的原理通常基于几何约束、网格边界以及三维元素的性质。

首先，我们需要明确一下四面体的基本特性，它是由四个正方形（每个正方形的边长为a）相连而成的封闭多面体，其中每个顶点有三个边相连，一个顶点与其他三个顶点共线，其余各顶点位于同一个平面上。这个多面体内部可以定义两个平面区域（正视图和俯视图），两个平面区域之间的关系通常是通过其边缘组成的空间矩阵来确定的。

对于四面体网格的划分，常用的几何约束包括顶点数（一般为8或10个）、侧棱数量（一般为6或8条）、面对角线的数量（一般为4条）、顶点对称性（通过交叉连线来规定顶点是否在同一平面上）。另外，根据多面体的内部结构和几何形状，网格可能会被分割成一些基本网格类型，例如：

1. 线性网格：这是一种基本的二维网格类型，主要由三角形和矩形构成。每组三角形与相邻的正方形相交形成三条边，这些边构成了网格线。网格线以平行于这些边的方向进行移动，并在交点处固定一个基础网格作为支撑。基础网格通常是由单一的三角形或多边形所组成的，用于确保四面体的所有表面都被正确地覆盖。

2. 面积网格：这是另一种二维网格类型，通常适用于具有复杂的几何形状和边界条件的多面体。在这种网格中，每个面都与其相邻的一个基本网格内的侧面形成交点，从而形成多边形。四面体网格的面积网格不仅包含了四面体的体积信息，还考虑了空间中物体的位置和方向。这意味着在计算和分析模型时，我们可能需要同时考虑几何元素的质量和能量分布，以得到更准确的结果。

3. 平行坐标网格：这是针对特殊情况设计的网格类型，特别是在三维场景中，四面体可能包含多个实体。平行坐标网格通常仅用于处理物体内部的二维维度，即没有特殊限制的空间部分。平行坐标网格中的顶点在三维空间中是相对定位的，而非严格平行。它通常包括一个基底点，用来确定顶点相对于基准位置的垂直和水平坐标。这类网格通常用于处理物体上的三个面或四个面，而且允许有足够的自由度来选择最接近基准位置的角度和高度。

关于自下而上网格必须有一个基础网格的说法，是因为在一个四面体网格上，构建自下而上从一个顶点到另一个顶点的连通路径并不总是一个简单的过程。原因主要有以下几个方面：

1. 物理限制：在考虑物理学模型时，顶点的连通路径通常受到几何约束的影响。例如，物理方程可能涉及到弹性和剪切力学等概念，使得生成的网格路径必须满足特定的物理极限。例如，在力场应用中，基础网格的选择可能受到受力强度、动量守恒等物理学原则的制约。

2. 网格划分效率：不同的网格特征和几何结构可能导致网格划分的效率差异。对于非常复杂或动态的对象，可能需要更为精细的网格划分才能更好地捕捉其内部的运动状态和相互作用关系，这往往需要自下而上线格的不完全连通路径。

3. 对齐规则：为了实现对象的内部位置匹配，许多建模软件提供了多种规则和算法来决定四面体各个顶点之间的相对位置。比如，有些建模工具会优先考虑最小化彼此之间距离（如欧几里得距离或内接圆半径），而另一些可能要求不同顶点在同一平面上，或者遵循某些图形约束（如对称性或公理），这些都可能导致自下而上线格路径的选择产生影响。

总之，将四面体网格划分为三角形及其自下而上线格的目的是为了在计算机仿真和优化软件中提供足够精确的信息，支持计算四面体的力学行为、几何尺寸和能量分配等方面的操作。在实际应用中，设计师会根据具体的需求和任务，灵活选择合适的几何特征和网格划分策略。