在ANSYS Workbench中进行网格质量评估的方法

在ANSYS Workbench中当完成网格划分后即可在Details of Mesh中查看网格的质量和各种统计信息。在Statistics中可以查看总的单元数量和节点数量。

在Display Style中可以以各种评估方式来显示网格质量。

常用的评估方式有以下几种：

1、Aspect Ratio（网格宽高比）

当个网格为三角形网格时，此数值为1时表示等边三角形网格，当网格为四边形网格时，此数值为1表示网格为正方形网格。网格的宽高比越接近1表示网格的质量越好。

2、Jacobian Ratio（雅可比比率）

雅可比比率是常用的一种评估网格质量的参数，常用来评估带有中节点的单元。ANSYS Workbench中Jacobian Ratio的计算法则如下：计算单元内样本点雅可比矩阵的行列式值R，雅可比值是样本点中行列式最大值与最小值的比值，若两者正负号不同,雅可比值将为-100，此时该单元不可接受。
如果三角形的每个中间节点都在三角形边的中点上。那么这个三角形的雅可比比率为1,下图所示为几种不同的雅可比值的三角形网格。

任何一个矩形单元或平行四边形单元,无论是否含有中间节点,其雅可比比率都为1,如果垂直一条边的方向向内或者向外移动这一条边上的中间节点,会加大加雅可比比率。下图所示为几种不同的雅可比比率的四边形网格。

满足以下两个条件的四边形单元所生成的六面体单元雅可比比率为1：所有对边都相互平行，任何边上的中间节点都位于两个角点的中间位置。
3、Warping Factor（扭曲系数）

扭曲系数越大，网格质量越差，扭曲系数过大可能会出现网格无法计算的情况。

4、Parallel Deviation（平行偏差）

平行偏差常用来评估四边形单元，通过计算四边形单元对边矢量的点积,通过点积中的余弦值求出最大的夹角，为四边形两对边的平行偏差。平行偏差为0最好,此时两对边平行。

5、Maximum Comer Angle(最大壁角角度)

对三角形而言,60°最好为等边三角形；对四边形而言,90°最好,为矩形。
6、Skewness(偏斜)

Skewness值的计算有两种方法：Equilateral Volume-Based Skewness和 Normalized Equiangular skewness，值位于0和1之间,0最好，1最差。
7、Orthogonal Quality（正交品质）

位于0和1之间，0最差，1最好。

选择相应的评估方式后，会以云图的方式显示每个单元对应的品质。

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