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使用ANSA Remove Artifacts&Polish功能快速闭合FE模型开口及平滑网格

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在复杂结构的有限元分析中,网格的高效修补与优化一直是耗时耗力的痛点。面对复杂几何或拓扑丢失带来的“开口/破洞”,以及粗糙不平的网格表面,传统的手动调整节点与模型修补不仅耗时费力、效率低下,且最终的修复质量与精度也难以保证。


针对上述问题,ANSA 提供了用于网格平滑的  Polish 功能及快速修复 FE 模型开口的 Remove Artifacts 功能。这两项功能支持用户在极短的时间内,一键实现局部网格平滑,并自动识别与闭合拓扑缺失区域,显著提升了网格处理效率。


Retopology 功能区:


在 ANSA 中,可通过隐藏菜单栏激活 Mesh > Retopology(图 1)以展开拓扑重构功能区。在该功能区中,可以依次找到 SOLID MODELLING > Polish 或 Remove Artifacts(图 2)。需要注意的是,这两项功能均会基于全局网格参数 Mesh Settings (可通过 F11 键激活设置)对模型进行优化调整。

 

图 1 Retopology 功能区激活

 

图 2 Polish & Remove Artifacts 功能


Remove Artifacts 功能:


该功能主要应用于消除 FE 模型中的缺陷区域,针对由于拓扑优化产生的开口、不规则部件或畸形单元等区域进行快速清除修复,在保持整体模型几何特征的前提下将开口闭合并且对网格进行优化。

使用该功能只需要选取需要闭合的区域,中键确认即可快速闭合FE模型的开口,效果动图如下所示(图 3 和图 4):

 

图 3 使用 Remove Artifacts 功能的快速闭合开口的效果

 

图 4 使用 Remove Artifacts 功能的快速闭合开口的效果


Polish 功能:


该功能基于全局网格参数对FE模型进行网格平滑处理。其中有 Shell 单元、自由边缘或特征线 3 种方式来实现网格的优化。


01

Polish>Shells


这个选项主要用于 FE 模型面网格的平滑,激活该功能,选择需要平滑的区域,可以看到有不同的 3 种平滑算法。Low (local peaks) 平滑的程度最低,High 的程度最高,当选择 Normal 的算法时,可以在右边的选项列表中调整网格的目标长度和平滑的强度(图 5)。

 

图 5 使用 Polish>Shells 功能的过程和设置


中键确认来到下一步,会看到下图(图 6)显示的绿色特征线被选中,这些绿色特征线表示网格平滑的范围,即这些特征线在平滑的过程中不会被调整平滑。用户可以手动去进行选择或者反选,防止平滑过程这些高亮的特征线被移动调整。

 

图 6 使用 Polish>Shells 功能过程中的特征线调整设置


下方为使用 High intensity 的过程和效果:


   

图 7 使用 Polish>Shells 功能进行网格平滑的过程和效果


02

Polish>Bounds 


这个选项主要用于 FE 模型中自由边的平滑。激活该功能选择需要平滑的区域,可以看到自由边被高亮,右边的选项列表中可以调整网格的目标长度和网格的影响范围(图 8)。

 

图 8 使用 Polish>Bounds 功能平滑自由边的过程和设置


中键确认之后来到下一步可以看到两种平滑强度以及模型中被高亮的平滑影响区域(图 9)。后面设置的步骤同 Polish>Shells 一样。

 

图 9 使用 Polish>Bounds 功能平滑自由边的过程和设置


完成后的效果如下图所示(图 10):


 

图10 使用 Polish>Bounds 功能平滑自由边的效果


03

Polish>Feature Lines


这个选项主要用于 FE 模型中 特征线的平滑。激活该功能选择需要平滑的区域,可以看到特征线被高亮,右边的选项列表中可以调整网格的目标长度和网格的影响范围(图 11)

 

图 11 使用 Polish>Feature Lines 功能平滑特征线的过程和设置


中键确认之后来到下一步(图 12)可以看到两种平滑强度的设置以及模型中被高亮的平滑影响区域。后面设置的步骤同 Polish>Shells 一样。

 

图 12 使用 Polish>Feature Lines 功能平滑特征线的

过程和设置


完成后的效果如下图所示(图 13):


 

图 13 使用 Polish>Feature Lines 功能平滑特征线的效果


通过引入 ANSA 的 Remove Artifacts & Polish 功能进行 FE 模型的开口闭合以及网格平滑处理工程师得以将耗时的“手工修网格”过程转化为“参数化批量处理”过程。该方法显著缩短了缺陷修复的工时,在完美兼顾网格流向与各项质量指标的同时,为高精度有限元仿真提供了可靠的模型基础。                           

    

来源:Cadence楷登

ACTSystem拓扑优化网格处理ANSACadence
著作权归作者所有,欢迎分享,未经许可,不得转载
首次发布时间:2026-08-12
最近编辑:13天前
Cadence楷登
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引言在 ANSA 中完成 CFD 模型的网格划分后,我们需要正确地赋予边界条件属性,以确保求解器计算时不会因边界问题报错。当模型包含大量边界且存在复杂的交界面时,人工检查极易发生边界误分配的情况。此时,利用 ANSA CFD 功能区下自带的 Boundaries Tool 工具可以快速、自动地识别并处理好所有的边界信息。该工具适用于 OPENFOAM、Fluent 和 STAR 等求解器文件;为能正常使用该功能,模型中必须已经生成体网格,并且 PSOLID 属性需被正确指定为固体或流体。 图 1 Boundaries Tool 工具栏工具介绍Boundaries Tool 工具需要在 ANSA CFD 功能区打开,位于 BCS/INTERFACES 模块中。 图 2 Boundaries Tool 工具位置该工具核心功能主要分为三个部分:Boundary Conditions(边界条件)、Conformal Interfaces(共节点交界面)和 Non-Conformal Interfaces(非共节点交界面)。01Boundary Conditions在使用 Boundaries Tool 之前,需提前设置 PID 类型以及划分体网格。点击 Boundary Conditions > Run。运行后,模型的边界会被全部加载到 Boundary Conditions 窗口中并展示基本信息(如图 3 所示)。 图 3 Boundary Conditions 窗口窗口中默认展示了 Boundary 名称、Type(类型)、Region Type、Status(状态)以及 Action(操作)等相关信息。其中,Status 会直观地通过颜色展示该边界是否存在问题:🔴 红色:表示 Error(错误)🟡 黄色:表示 Warning(警告)🟢 绿色:表示 OK(正常)如图 3 所示,部分边界显示为 Error 或 Warning ,可以利用 Boundaries Tool 的一键修复功能解决这些问题。观察 Action 列表,系统会列出导致边界出错的原因及推荐的解决方案。如果我们认可该方案,只需直接点击右下角的 Apply Action,即可实现一键修复(如图 4 所示)。修复完成后,详细的功能执行日志会打印在下方的信息窗口中。 图 4 Apply Action 后的 Boundary Conditions 窗口02Conformal InterfacesConformal Interfaces 栏的操作逻辑与 Boundary Conditions 类似。工具会自动提取出 internal、interface、baffle 等内部交界面信息,并智能识别可能存在的问题。Action 列表会提供可行的解决方案,用户只需选中问题项并点击 Apply Action,ANSA 即可自动执行修复过程。 图 5 Conformal Interfaces 窗口 图 6 Apply Action 后的 Conformal Interfaces 窗口03Non- Conformal Interfaces当模型中存在非共节点交界面(Non-Conformal Interfaces)时,可以切换到 Non-Conformal Interfaces 栏进行检查与处理。在此界面下,用户可以设置检查规则,基于局部单元长度(Local Element Length)或绝对值(Absolute)乘以阈值(默认为 0.1)来检索邻近区域(如图 7 所示)。 图 7 Non- Conformal Interfaces 窗口选中检查出的问题项,点击 Apply Action 执行修复,处理信息同样会显示在下方的信息栏中(如图 8 所示)。 图 8 调整后的 Non- Conformal Interfaces 窗口与此同时,Database 列表中会同步自动创建一个 CFD_INTERFACE 实体,以便求解器直接识别,无需后续手动设置。 图 9 CFD-Interface 窗口总结熟练使用 ANSA Boundaries Tool 工具,可以最大程度地规避边界条件错误设置等隐患。它不仅能帮助用户快速修复边界类型,还能自动创建符合求解器规范的交界面,从而大幅提升模型前处理的工作效率。 来源:Cadence楷登

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