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迥异的第六代战机概念——单元化战机系统: YCJ1990 2015-5-16 22:44; 提起第六代战机，人们往往会习惯性地认为它将会在第五代战斗机的基础上发展，研发制造出更强大更先进的空中优势战机，对发动机、机身结构、隐身性能、作战武器、雷达等各个方面进行全面的升级改造。这是因为人们往往无法走出传统的思维老路，所以习惯性地认为第六代战斗机还会延续五代机的样子继续往前走，但是事物发展到巅峰造极的时候，再往后发展往往会被其颠覆者取代。五代机F22已经接近登峰造极了，所以下一代战斗机必然会是对F22的巨大颠覆。世界军事强国都在规划预研第六代战斗机，但是现在公布于世的六代机方案，大概有三类方案，这些方案都各有侧重点，互有优劣，只是没有系统级别的整合方案，要想达到不同的作战需求，必须研发很多武器系统，研发装备成本很高。下面提出一套系统级别的全新的第六代战机系统概念——单元化战机系统。单元化战机系统有别于现有提出的六代机概念，它的战斗系统不都集中在一个战机上，而是将战斗机的各个子系统分开的放置在不同的战机上，形成不同的作战单元，各个作战单元组成一个作战编队，作战编队的单元之间通过数据通信网络联系在一起组成一个作战系统。单元化作战系统主要由侦查单元、火力单元、防卫单元和指挥控制单元等四个作战单元组成。侦查单元是搭载各种雷达和电子干扰设备的专用飞机，用于侦察、电子战和火力控制，其是在现有的电子侦察机的基础上小型化产物，但是变成无人化，可以进行遥控。火力单元是各种武器的搭载平台，其形式多样，不同的武器采用不同的搭载方式和平台，但是都是无人化平台，可以通过遥控方式控制，有专门对地、对海、对空、对导弹、对太空的专门武器及其搭载平台，也有搭载各种武器的通用平台。防卫单元主要功能是为了保护战斗机群的安全，保证作战任务顺利进行；其防卫武器主要由定向能武器、电磁炮、机炮、空中智能炸弹等，主要是近程武器，用于击落摧毁来袭导弹，保护其他单元的安全，防卫单元的平台一般是中小型的隐身无人机，编队飞行时可以穿梭于编队上方和下方，由一架或者两架组成。指挥单元是整个飞机编队控制指挥中心，这个单元是有人驾驶的，其中有一个飞机驾驶员，另外还有侦查单元操控驾驶员、火力单元操控驾驶员和防卫单元操控驾驶员，这些驾驶员通过全息数字化头盔、虚拟驾驶舱和数据链间接控制各个作战单元，控制各个飞机飞行，完成作战任务；当编队只有一架侦查机时，控制指挥中心上可以安装一个小型雷达（此雷达是模块化设计可以快速拆装），用于辅助侦查系统进行探测；控制单元的飞机要具有良好的隐身性能和机动性，配备先进的逃生系统，以保证飞行员的安全。第六代战机为什么会朝这个方向发展，原因如下。我们首先要问战斗机是什么？战斗机是空中战斗攻击中心，具有侦查、预警、打击、防卫等多种功能于一身的作战系统。战斗机的历史发展惯性使得越来越多功能集中于一架战斗机上，而且功能越来越强大，所以导致现在的战斗机越来越复杂，技术难度越来越大，重量越来越大，成本越来越高，研发周期越来越长，但这对军事强国也是一个优势，因为这样能够对弱小国家形成一个代差，产生威慑力。但是这种战斗机模式不是可持续的，因为飞机是飞在空中的，重量太大对于起飞、隐形、发动机、机体结构等都是巨大的挑战，所以一架战斗机不可能完成所有的任务，也不能在各个方面都很优秀，预警机和轰炸机出现就是一个很好的证明，就算综合性能很全面的战斗机，也是有所侧重，在某些方面性能也很一般。从技术路线上来说，战斗机和导弹都是空中飞行器，但是两者却走着完全不同的技术路线。飞机的技术路线是集成，将各种功能集成为一身，而导弹的技术路线是专注，专注一种功能——指哪打哪，将其做到极致。这两种技术路线都取得了很大的发展，但是现在都面临着各自的发展瓶颈，飞机受制于发动机和空气动力学，飞机的各项指标不可能都达到最优，这种制约使得提升飞机性能变得越来越难，进一步发展面临着越来越大的挑战；导弹能够指哪打哪，其机动性、突防能力、速度、打击精度等越来越好，但是其本身没有滞空性，实时控制性能差，而且必须通过平台发射。这两种技术路线都快走到头了，唯一的出路就是结合两者的优势，融合产生新的武器系统。其融合办法就是把空中武器系统的各个子功能做的出类拔萃形成独立的功能模块，通过通信控制网络将各个功能模块联系起来，通过系统的控制使各个模块相互配合完成系统功能。单元化战机系统是开放的，扩展性十分强大，机会能够把现有的所有空中武器囊括进去，而且将来研发出来的新型武器也可以加入，更新换代是连续稳定的。比如现有的预警机可以改造成侦查单元，将电子对抗设备和雷达分别放置在中小型的隐形战机上，分别完成电子对抗、探测和火力控制等功能，将两个先进小型雷达放置在不同的战机上，实现大型雷达的功能，降低技术难度提高探测精度，同时即使一个损失或者失效时还能继续完成任务。同时搭载两个雷达的小型战机机动灵活性速度更好，能够实现更多新的探测方法和技术。为了有更多的安全冗余，侦查飞机设计成子母方式，侦查设备安装于一个圆筒里，圆筒尾部安装飞机发动，飞机翅膀尾翼等做成一个外壳套在圆筒外面，正常飞行时他们是一体的，当遇到紧急情况时，比如被敌方导弹锁定，这时圆筒可以脱离外壳以导弹的方式飞行一段距离，完成对发射导弹的敌机的最后侦查锁定攻击任务。火力单元的多样性更多，比如可以采用隐形战机携带导弹，根据不同的任务出动不同大小的载弹飞机，装载不同的导弹类型。采用大型无人机或者普通运输机、轰炸机等低速飞机，跟在编队后面，装载大量的远程导弹，当需要支援的时候，从这些平台上发射攻击敌人。还可以采用中远程弹道导弹的方式，当有大量敌人来袭的时候，控制指挥控制单元可以控制发射多弹头弹道导弹，当弹道导弹飞到预定目标附近时，分导弹头脱离导弹接受侦查单元制导，分别打击各个目标，此时跟一般导弹一样，只是不用装在飞机上。研发可局部滞空的中远程导弹，在导弹上安装可脱离可伸展的机翼或者安装可脱离的常规发动机（常规发动机要设计成机翼形状，即使发动机不工作了还能使导弹滑行很长一段距离），战机编队起飞一段时间后发射，导弹跟在编队后面以较低的速度飞行，一旦接到发射命令就脱离机翼或者常规发动机高速射向目标。当然根据作战需求，还可以继续设计开发先进新型的武器。防卫单元主要负责近程防卫，武器以定向能武器、电磁炮为主，如果有大量敌方导弹或者智能炸弹，还可以发射诱饵，发射特殊炸弹（对付定向能武器）等。指挥控制单元充当空中作战指挥中心的角色，主要搭载控制指挥人员，所以其飞机小巧灵活，便于躲避武器弹药。飞机上除了各个单元的控制人员外还有一个指挥官，控制指挥整个战场。飞机上有十分全备的救生系统，确保所有员的安全。如果需要远程打击目标，可以在编队后面跟随一架大型运输机，运载弹药和油料，指挥人员和驾驶员就直接在运输机里指挥控制。单元化战机系统需要多种型号的飞机，这些飞机可以是通用的，也可以根据不同的功能设计专用的特殊飞机。采用一种型号的飞机，就需要设计一款通用性强，具备隐身和高速高机动性能，在这种飞机上装弹药就构成了火力单元，装电子对抗设备或者侦察雷达设备就构成了侦察单元，装近程防卫武器就构成了防卫单元，如果只坐飞行员及飞行控制设备就构成指挥控制单元。如果需要远程作战，可以使用大型运输机装载油料弹药跟在战机编队后面，这种运输机最好类似于B2的非常规的气动外形，能够隐形。如果想提高某个单元的性能，比如火力单元或者侦查单元，可以单独优化设计非常规独特的气动外形，提高作战性能，而且根据不同的战斗搭配不同的单元飞机，提高系统的作战性能。单元化战机系统主要由中小型战机组成编队，而且战机的任务单一，很多单元是无人驾驶，便于优化气动外形，提高隐形性能、速度、航程和机动性。战斗编队至少有一架侦查战机、一架武器战机和一架指挥战机组成，各个单元可以根据战斗规模增减战机数量，而且在战斗中也可以根据需要增添作战单元，从而适应战场需求（多弹头弹道导弹的加入战场的速度是很快的）。但是这种战机编队是战争利器，侦查、火力和防卫单元最好由多架战机组成，形成强大的火力攻击编队。它们飞在作战编队的前面，指挥作战单元在编队后面，确保飞行员的安全。每个单元的飞机及设备相对单一，复杂程度大大降低，对发动机要求也降低很多（不过最好采用单发大推力发动机），而且很多单元是无人驾驶的，所以建造难度降低，造价也就下来了，而且可以快速制造装备，而且系统简单了维修保养相对简单，故障率也会大大降低，总体来说成本不会高太多，作战效费比应该很大。而且作战过程中，就算一个无人作战单元被摧毁，损失不是很大，编队的作战能力也不会下降很多，如果实在不行可以自动返航，就算最后弹尽粮绝，还可以令无人驾驶飞机发动自杀性攻击。一个单元化战机系统的编队就相当于特种部队的一个战斗小组，空中的，攻防兼备，火力强大，能够完成各种任务，打击地面和海上各种目标，拦截来袭战机和导弹，无论是单个敌人还是机群都能胜任。这个六代机系统还有一个很大的优点，就是其本身就像一个可扩展的标准系统，未来任何类型的武器系统都可以按照这个标准而扩展进去加入系统，这样就能大大减少研发设计维修训练使用费用，建造采购成本也会降低很多。制定这样的一个六代机标准，相当于给现有的导弹、飞机、无人机生产商制定一个标准，所有公司按照这个标准进行开发设计，减少匹配难度，使用标准的载体可以减少协调量，这样能够大大降低先进武器的开发设计成本，加快武器更新迭代速度，从而大大加快先进武器研发速度，有利于先进武器的开发装备。而且这样的武器系统是模块化的，更新换代是缓慢可持续性的，所以不会装备一批淘汰一批，可以保证武器物尽其用不浪费。总体而言，新第六代战机概念——单元化战机系统概念先进，包容扩展性强，可以进化发展，多任务多功能性极强，成本不高，可以快速形成战斗力，安全性强，战斗力强悍，生命力强，是未来战机最优的发展方向。; 2405 次阅读|0 个评论

[转载]【恐怖】【第十三单元 the 13th unit (2014)】【美国】: lcj2212916 2014-5-6 21:28; 导演 : Theophilus Lacey 主演 : John Allen Phillips / 兰斯艾伦Lance Aaron / Aidan Bristow / 罗比戴梦德Robbie Daymond / 洛奇杜查明Rocki DuCharme 类型: 恐怖制片国家/地区: 美国上映日期: 2014-02 片长: 99分钟 IMDb链接: tt2063804 Seven strangers find themselves trapped in an underground storage facility| struggling to survive while being hunted by a supernatural beast that resides inside themysterious 13th unit. 下载地址： http://www.400gb.com/file/64204002; 2679 次阅读|0 个评论

[转载]ANSYS 中如何修改面和壳体单元的法线方向: meigang 2012-4-22 01:40; 转载自：http://htbbzzg.blog.163.com/blog/static/6972520620113982758829/ 1 显示面的法线方向命令： /psymb,adir,1 菜单路径是： Utility Menu PlotCtrls Symbols...在 Other Symbols下打开 ADIR Area direction 就行 2 修改面的法线方向命令： Areverse 菜单路径是： Main Menu Preprocessor Modeling Move / Modify Reverse Normals of Areas 注意该命令只用于板壳的情况，不能用来修改体的表面的法线方向。体的表面法线默认向外，不能修改。 3 修改面的法线方向时，有一个选项，可以将单元法线与面法线一起修改，也可以保持单元法线方向不变。使用时要注意设置。为了避免混乱，推荐在调整好面的法线后再划分网格。如果要求单元的法线与面的法线一起调整，单元的节点编号不变，但是它们的排列顺序会改变，以保证单元法线符合要求。壳体单元法线的方向通常由单元的前三个节点的坐标，按右手定则确定。 4 如果要显示壳体单元的法线方向：命令： /psymb,esys,1 菜单路径是： Utility Menu PlotCtrls Symbols 激活 ESYS，即显示单元坐标系，其中的 z 坐标就是单元的法线方向。 5 可以直接修改单元的法线方向：命令：ENSYM 菜单路径是： Main Menu Preprocessor Modeling Move / Modify Reverse Normals of Shell Elements; 6352 次阅读|0 个评论

[转载]网格和单元的基本概念: onduty 2012-4-13 13:11; 前记：首先说明，和一般的有限元或者计算力学的教材不一样，本人也不打算去抄袭别人的著作，下面的连载是一个阶段的学习或者专业感悟集大成，可以说深入浅出，也可以说浅薄之极——如果你认为浅薄，很好，说明我理解透了，也祝贺你理解透了！好了，废话少说，书归正传。无论是CSD（计算结构力学）、CTD（计算热力学）还是CFD（计算流体动力学）——我们统一称之为工程物理数值计算技术。支撑这个体系的4大要素就是：材料本构、网格、边界和荷载（荷载问题可以理解为数学物理方程的初值问题），当然，如果把求解技术也看作一个要素，则也可以称之为5大要素。网格是一门复杂的边缘学科，是几何拓补学和力学的杂交问题，也是支撑数值计算的前提保证。本番连载不做任何网格理论的探讨（网格理论是纯粹的数学理论），仅限于尽量简单化的应用技术揭秘。网格出现的思想源于离散化求解思想，离散化把连续求解域离散为若干有限的子区域，分别求解各个子区域的物理变量，各个子区域相邻连续与协调，从而达到整个变量场的协调与连续。离散网格仅仅是物理量的一个“表征符号”，网格是有形的，但被离散对象既可以是有形的（各类固体），也可以是无形的（热传导、气体），最关键的核心在于网格背后隐藏的数学物理列式，因此，简单点说，看得见的网格离散是形式，而看不见的物理量离散才是本质核心。对计算结构力学问题，网格剖分主要包含几个内容：杆系单元剖分（梁、杆、索、弹簧等）、二维板壳剖分（曲面或者平面单元）、三维实体剖分（非结构化全六面体网格、四面体网格、金字塔网格、结构化六面体网格、混合网格等），计算热力学和计算流体动力学的网格绝大部分是三维问题。对于CAE工程师而言，任何复杂问题域最终均直接表现为网格的堆砌，工程师的任务等同于上帝造人的过程，网格是一个机体，承载着灵魂（材料本构、网格、边界和荷载），求解技术则是一个思维过程。网格基本要素是由最基本的节点（node）、单元线（edge）、单元面（face）、单元体（body）构成，实质上，线、面、体只不过是为了让网格看起来更加直观，在分析求解过程中，线、面、体本质上并没有起多大的作用，数值离散的落脚点在节点（node）上，所有的物理变量均转化为节点变量实现连续和传递。在所有的CAE环境下，网格的基本要素均可以直接构成，但对于复杂问题而言，这是一个在操作上很难实现的事情，因此，基于几何要素的网格划分技术成为现代网格剖分应用的支点，和网格基本要素完全相同，对应的几何要素分别称之为点（point）、线（curve）、面（surface）和实体（solid）。数值离散求解器是不能识别几何元素的，要对其添加“饲料”，工程师必须对几何元素进行“精加工”，因此，从这个意义上来说，网格剖分的本质就是把几何要素转换为若干离散的元素组，这些元素组堆砌成形态上近似逼近原有几何域的简单网格集合体。因此，这里说明了一个网格“加工”质量的基本判别标准——和几何元素的拟合逼近程度，理论上，越逼近几何元素的网格质量越好，当然，几何逼近只是一个基本的判别标准，网格质量判别有一系列复杂的标准，后文详细阐述。本篇将专门解释几个基本概念：点网格；一维线网格；二维三角形面网格、二维四边形面网格；三维四面体网格（tetrahedra）、三维金字塔单元（pyramid）、五面体单元（prism）、三维六面体单元（hexahedra）；结构化网格（structural grid）、非结构化网格（nonstructural grid）、混合网格（blend grid）。需要专门说明的是，网格（grid net）不等同于单元（element），单元是基于有限元思想的一个专用名词，而网格则是网格理论体系下的专用称呼，当网格用于有限元分析的时候，便可以转而称为线单元、面单元、实体单元，因此两者的本质差别在于，单元具有物理意义，一般具有特定的物理列式，而网格只是纯粹几何意义上的基本元素。点网格主要针对CSD中的质量单元和CTD中的点状热源，通过对几何point直接mesh生成，应用较为简单，属性也较为简单，一般仅仅包含质量特性或者温度特性。值得一提的是，在考虑行波效应的振动分析中，质量单元常被妙用，作为基底无限大质量块，巧妙地将加速度激励转变为力激励，从而达到可以多点施加激励的作用。一维线网格主要针对计算结构力学问题，主要针对基本的桁架（truss）、梁（frame or beam）、索（cable）、连杆(link)和弹簧（spring）等工程单元。需要特别说明的是，link实际上没有具体的工程构件对号入座（不等同于机械工程的连杆），只是一种单元节点物理量协调的边界单元，常用一维线网格描述。对于梁系单元，理论上通过杆件轴长方向的node描述其物理量变化，node越多，描述相对越精确，对于常用的梁、杆通常达到6～9个节点就具备足够的工程精度（可以捕捉到关键截面位置的力学响应）。一维单元可以根据内力变化随意加密局部网格点。从工程意义上来说，通过加密网格节点，完全可以替代高次一维单元。需要注意的是，杆系构件的一维网格并不是一味的追求增加剖分节点，对于桁架（truss）或者拉索（cable），当划分成多节点一维网格时，如果构件缺少初始刚度（一般是初始张拉刚度），则中间节点会由于缺少转动自由度约束，而形成类似铰链的机构运动，导致计算失败。而弹簧或者link则只需要两个网格节点便可以完全描述其物理特性，这是最简单的一维网格单元。二维网格主要针对CSD中的板壳单元、平面应力单元、平面应变单元；CTD和CFD中的二维问题也是其应用领域。二维网格包含两类：其一是三角形网格；其二是四边形网格，当然，两种网格也可以混合使用。三角形网格为一般用于线性二维单元（线性单元只有一个积分点，当然也有3积分点、4积分点的高次三角形单元），因此，精度一般相对较差，同时，单元数量和节点数量均较高，造成计算负荷加大，但其几何逼近的适应性很好，因此对由复杂二维曲面构成的三维问题，有一定的适应性。四边形网格是矩形、梯形、斜梯形等四边形网格的总称，四边形网格单元容易增加单元积分点分布（4积分点、8积分点、9积分点、16积分点等），因此，对应单元的精度往往较高。但在其应用之初，限于网格生成技术的原因，对几何域的拟合逼近不如三角形好，网格生成算法也较为复杂，影响了其使用，现在的网格技术已经完美解决这一问题，因此，理论上，任意复杂的曲面几何域均可以采用完全四边形网格构成。但对于很多复杂工程问题，往往存在一些几何尺度变化较剧烈的区域（俗称极短边界、破碎面、破碎线），这些区域如果纯粹用四边形网格填充，会大幅度增加网格数量，且形状逼近也不好，因此可以采用混合三角形——四边形网格的剖分策略，这是一种兼顾网格形状、计算效率和精度的网格组合方式，主要以四边形单元为主，局部填充数量极少的三角形网格。三维实体网格是最复杂的网格技术，主要针对计算域中的块状体或者空间三维状封闭区域，填充网格形状包括四面体、六面体、棱柱体、四棱锥体（俗称金字塔网格），目前的三维网格剖分技术已经相对完善，四面体网格可以高效填充任意复杂的空间三维域，很多网格生成软件并且已经可以做到自动剖分、自适应加密。最具挑战性的三维六面体网格剖分技术仍然处于完善发展状态，虽然理论上分块（block）结构化网格可以实现任意形状三维空间的结构化六面体网格填充，但复杂的分块技术对工程师的几何拓补规划能力是一个严重的挑战，往往进行区域分块会花掉工程师整个分析工作过程近80%的时间，同时，由于结构化要求，导致有时候网格质量难以控制，网格数量有时候可能比四面体单元的数量更加巨大，但结构化网格排序简单明了，因此数值离散插值非常方便，往往用线形插值的求解精度就可以达到非结构化网格非线性插值的精度，且结构网格占用内存较低（单个结构化网格占用内存为四面体网格的4倍，但但其节点总数大约为四面体网格的1/6，因此总占用内存较低），因此，结构化网格仍然是网格高端技术的象征，目前，专业网格处理器ICEM-CFD主要以这种技术为主，在CFD和CTD计算领域，结构化网格仍然是网格剖分的首选。针对结构化网格生成技术的难点，非结构化六面体网格逐渐形成CSD领域的主流，非结构化六面体网格的主要生成技术是sweep技术，sweep网格要求剖分区域具有sweep路径和路径两端的边界面，网格生成的一般顺序是先完成路径断面的网格剖分（程序自动完成，很容易），接下来程序往往会自动搜寻出端面的网格影射关系，从而沿着sweep路径形成三维体网格。针对复杂几何区域，非结构化网格也需要预先进行几何域分块，但其分块难度相对很低，一般仅需要工程师寻找出具备近似sweep拓补特征的几何域，直接进行几何域剖分即可。最简单的具备近似sweep拓补特征的几何域包括圆柱体、立方体以及经过异化（梯形化、扭曲化、楔化等）的对应元素，这些分区块共同构成网格剖分的初始几何子域集。值得一提的是，几何域初始剖分过程中各个子域需要保证几何上的连通，对于非常复杂的几何域，这样的连通有些时候是高阶复连通过程，其剖分也比较复杂。棱柱体不是网格主流形状，一般作为非结构化六面体网格的补充搭配使用——当sweep端面不适合采用全四边形网格填充时，可以局部采用三角形网格——三角形网格沿厚度方向扫略便形成了棱柱体单元（5面体）；棱柱体网格另外一个重要的用途便是流场计算的壁面边界层网格，因为流场壁面法向附近变量变化非常剧烈，因此往往要求沿法向网格具有结构化特征，利于数值离散插值，提高计算精度，而如果该区域是非结构四面体单元，要形成结构化排序是非常困难的，因此，一个折中的方案便是对壁面附近四面体网格进行层状化劈分处理（涉及劈层以后的局部网格重构，技术难度很大），经劈分处理得到表层网格便是棱柱体网格。金字体网格在CSD领域应用较少，主要用于CTD和CFD计算——比如某一个几何子域采用四面体网格，另外的子域采用六面体结构化网格，则在两个子域上可以采用金字塔单元进行过渡处理，一般“塔底”（四边形）连接六面体网格，“塔尖”连接四面体网格。结构化网格和非结构化网格只是针对网格排序方式而言，简单点说，当几何域内部的每一个子域上，其网格针对子域的面或者边线，具有一一对应的网格排序（比如四边形的对边网格具有映射关系，且这样的影射关系在网格路径上也严格满足），一个最简单的例子，便是一个方柱体sweep六面体网格和结构化网格的对比，当路径端面网格上为自由划分四面边形网格（端面的对边方向网格并不具备映射关系）最终形成的sweep网格便是非结构化网格——沿网格路径方向具有映射关系（最终全部是六面体），结构化网格则要求其端面网格也同时满足映射关系（即使这个映射关系经过异化，比如梯形化、扭曲化）。因此，总结来说，结构化网格在空间子域内部满足三维映射，而非结构化网格最多只满足一维映射（sweep网格），同时，四面体、棱柱体、金字塔网格也均属于非结构化网格。网格节点和积分点是普通CAE工程师很容易混淆的概念，网格节点构成了网格分布和形状，通常，这些节点是数值离散插值、网格“沟通交流”的“基地”，而积分点一般位于网格内部或者节点之间，是“基地”传输过来的变量信息进行“再加工”（积分计算）的“封装测试车间”，最后的结果是积分点计算结果通过插值“回退”到节点上的结果，要增加积分点，要求单元至少是2节点一维杆系单元，同时，2节点单元可以具备2个积分点、3个积分点、4个积分点甚至更多，二维3节点单元（3角形单元）、4节点单元、4节点实体单元、5节点实体单元（金字塔单元）、6节点实体单元（棱柱体单元）、8节点实体单元（六面体单元）也具有类似的属性。通常说的高次单元和线性单元的区别主要体现在积分点的区别上，高次单元理论上具有更高的精度，但对塑性问题不合适。工程上常常通过增加网格数量和节点数量来提高线性单元的计算结果精度。 1. 什么是结构化网格和非结构化网格 1.1结构化网格从严格意义上讲，结构化网格是指网格区域内所有的内部点都具有相同的毗邻单元。它可以很容易地实现区域的边界拟合，适于流体和表面应力集中等方面的计算。它的主要优点是：网格生成的速度快。网格生成的质量好。数据结构简单。对曲面或空间的拟合大多数采用参数化或样条插值的方法得到，区域光滑，与实际的模型更容易接近。它的最典型的缺点是适用的范围比较窄，只适用于形状规则的图形。尤其随着近几年的计算机和数值方法的快速发展，人们对求解区域的几何形状的复杂性的要求越来越高，在这种情况下，结构化网格生成技术就显得力不从心了。 1.2非结构化网格同结构化网格的定义相对应，非结构化网格是指网格区域内的内部点不具有相同的毗邻单元。即与网格剖分区域内的不同内点相连的网格数目不同。从定义上可以看出，结构化网格和非结构化网格有相互重叠的部分，即非结构化网格中可能会包含结构化网格的部分。 2.如果一个几何造型中既有结构化网格，也有非结构化网格，分块完成的，分别生成网格后，也可以直接就调入fluent中计算。 3.在fluent中，对同一个几何造型，如果既可以生成结构化网格，也可生成非结构化网格，当然前者要比后者的生成复杂的多，那么应该选择哪种网格，两者计算结果是否相同，哪个的计算结果更好些呢？一般来说，结构网格的计算结果比非结构网格更容易收敛，也更准确。但后者容易做。影响精度主要是网格质量，和你是用那种网格形式关系并不是很大，如果结构话网格的质量很差，结果同样不可靠，相对而言，结构化网格更有利于计算机存储数据和加快计算速度。结构化网格据说计算速度快一些，但是网格划分需要技巧和耐心。非结构化网格容易生成，但相对来说速度要差一些。 4.在gambit中，只有map和submap生成的是结构化网格，其余均为非结构化网格。; 个人分类: 有限元理论|6730 次阅读|0 个评论

[转载]ANSYS的3D表面效应单元学习总结: onduty 2011-11-15 21:37; 什么是表面效应单元顾名思义，Surf系列单元，就是在现存的实体单元表面上，生成新的单元。将荷载施加在这些表面效应单元上，从而达到将荷载分摊给宿主单元的目的。为什么需要表面效应单元我可以在一个面上施加均布荷载，也可以选择在一个节点群上施加均布荷载，还可以直接将荷载施加到任意节点之上，为啥还需要表面效应单元的？的确，表面效应单元只是一个起到过渡的工具，但具备非常强大的功能。举个例子，如果要在某平面上施加任意方向的均布荷载，可以用SF系列命令，配合旋转节点坐标系，对节电群进行操作，这个时候表面效应单元显示不出优势。但是，如果需要施加荷载的面，是一个曲面呢？典型的，风对结构(尤其是建筑结构，曲面屋顶等)的作用，对荷载作用曲面上的节点统一旋转一样的角度，肯定是不对的。这时候就是表面效应单元大展宏图的时候了。其他的还有许多应用，取决于我们想要做什么样的分析罢了。结构分析中都有那些表面效应单元常用的，除了王教授《ANSYS工程结构数值分析》第14页中介绍的2D表面效应单元Surf153和3D表面效应单元Surf154之外，还有一个Surf156。其中，153可在平面单元表面(即面的边界线)上生成效应单元；154可在三维实体单元表面(即体的边界面)生成效应单元；165可在三维实体边界线上生成效应单元。 Surf单元创建方法主要有两种，最常用的，选择要生成效应单元的面或者线，赋予表面效应单元相关的属性，然后mesh即可；另一种，则类似于生成接触单元的，用esurf命令，以1554单元为例，在三维实体的自由外表面生成新的效应单元。如何对生成的效应单元施加荷载使用的命令如下： SFE, ELEM, LKEY, Lab, KVAL, VAL1, VAL2, VAL3, VAL4 根据不同的单元，会有不同的表达方式。尤其要注意的，是施加到效应单元的荷载方向，是由“面号”(即帮助文档中的Face NO.)确定的。面号输入在LKEY中，用GUI的同学应该很好理解，因为那一项的旁边写着“Load Key, usually face no.” 下面对154和156单元分别说明。 Surf154单元荷载方向 Keyopt(2)=0时：face1，2，3的方向以单元坐标系为准 face=1(即LKEY=1，下同，不赘述)：法向压力，荷载数值为正，则方向为指向单元内部，即为单元坐标系的-z方向；face=2和face=3为单元坐标系的x和y轴方向，用于为实体表面施加切向荷载，建议用ESYS命令确认单元坐标系的方向。 Keyopt(2)=1时: face1，2，3以总体坐标系为准 face=1，face=2，face=3分别对应x，y，z轴方向 face=4：法向压力，且为渐变压力，数值=P1+P2x+P3y+P4z。其中P1-P4需要有SFE的VAL1~VAL4输入，x，y，z为坐标向量，P1为荷载，P2-P4为相应轴向的斜率。下面是一个例子，x方向上有压力渐变，y，z两个方向不考虑，那么命令设置为：(前提是已经选择了需要的单元，所以命令就用all了)。 face=5：施加任意方向荷载，P1为荷载大小，荷载方向用下式定义：其中Pj=P2；Pk=P3；Pl=P4 ，代表荷载矢量的方向余弦，对数值无影响，也就是说可用i,j,k单位向量直接代替。另外，若设置Keyopt(11)=0，可只在单元突出部分的表面生成效应单元；keyopt(11)=2则对整个曲面施加相同的压力–这个适合用来模拟风荷载的作用。关于Surf154的使用方法，建议参考徐瑞做的例子，他的新浪博客打开太慢了，还是去鲁班人的这个转载页面吧。 Surf156的用法 156和154相似的地方，就不赘述了，下面只探讨一下不同点。首先，是156单元是一个线单元，所以施加在其上的荷载，单位就是力/长度。而且，凡是两点连一线的单元，都有个方向的问题，即“起始点I”与“终止点J”，这也是需要注意的。 Keyopt(2)=0：荷载方向以单元坐标系为准。 face=1，2，3，对应单元坐标系的x，y，z轴方向。如果开启大变形nlgeom,on，荷载方向会随着节点位置的变化而变化，如果I节点所附属的单元发生移动，则该节点跟随移动。如果节点不属于其他节点，则不发生移动。 Keyopt(2)=1：荷载方向以局部坐标系为准 face=1，2，3对应着局部坐标系的x，y，z轴。不过，预先要事先设置好局部坐标系。 face=4：与surf154单元类似，大小是P1，方向的公式与154的那个相同，也是由在总体坐标系下的单位向量和方向余弦构成。 face=5：大小是P1，方向是从I到J； face=6：大小是P1，方向是从J到I 最后，还有一个问题需要注意的，如果Keyopt(7)=0，也就是默认值，会发生一个情况：输入荷载的单位是力/长度，是一个荷载集度，当“线”的长短发生变化的时候，施加到实体上的力也就发生了变化。如果不希望总的力值不随作用线长短发生变化，则需要设置Keyopt(7)=1即可。转载请注明源自清溪长河，多谢配合！原文地址» http://www.10kn.com/surf154-and-surf156/; 个人分类: ANSYS|6307 次阅读|0 个评论

天线基本辐射单元简单小结: williammilo 2010-2-25 20:04; 我的博客已经搬家到 xiongbox.com 欢迎访问熊伟博士的网站！本文永久链接 http://xiongbox.com/天线基本辐射单元/ 1.基本辐射单元构成天线基本结构的单元，它能有效地辐射或接收无线电波。基本辐射单元可分为赫兹电振子、赫兹磁振子和惠更斯元辐射器。 2.赫兹电振子是有确定方向的无限小的时谐线电流元。由电流与电荷建立的连续性方程，要求电流元相对的两端具有大小相等、极性相反的电荷，且随时间作简谐变化。当电流元的长度趋近于零时，其电流趋近于无限大，而电流与长度的乘积仍为有限值。 3. 有确定方向的无限小的时谐线磁流元，是假想的基本辐射单元。由磁流和磁荷建立的连续性方程，要求磁流元两端的磁荷大小相等，极性相反，而且随时间作简谐变化。当磁流元的长度趋近于零时，磁流应趋近于无限大，而磁流与长度的乘积仍为有限值。 4.惠更斯元辐射器实际上是电磁波传播波前上的无限小的辐射单元。这一单元上的磁场可以用等效电流代替，而电场可以用等效磁流代替，其计算的辐射图形为心脏形。惠更斯元辐射器可直观地看作是两个基本振子的辐射之和，其方向性与电基本振子或磁基本振子的方向性是不相同的。 5.典型辐射器是由基本辐射单元构成，主要有线振子天线、缝隙天线和□叭天线等形式。 ①线振子天线：有限长的线振子可看作是由许多个赫兹电振子串接而成。沿振子的全长对式（１）作积分，就可求得远区辐射场。最常用的有半波振子等。 ②缝隙天线：在一个无限大、无限薄的理想导电平面上开一个无限小的缝隙，并用接在缝隙边缘的电压激励，就构成了缝隙基本单元。它与赫兹磁振子等效，是实现赫兹磁振子的可行方案。许多个缝隙基本单元联接在一起就可构成缝隙天线。缝隙可以开在波导壁上，也可开在平板上或圆筒上。 ③□叭天线：由波导末端扩展而成，可以将其口面场分布看成无数的惠更斯元辐射器的总和，沿其口径面对惠更斯元辐射器作积分就可求得它的远区场。; 个人分类: 电子信息工程与计算机科学|6475 次阅读|0 个评论

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