`MESH > ELEMENT > TO SURFACE` 选实体单元,中键确认,ANSA把实体单元的外表面提取出来,生成一层壳单元。这层壳单元跟实体单元共享节点,位置完全重合,不额外占用计算资源。流固耦合分析里,固体域用实体单元,流体域用壳单元表面做交界面,或者反过来,都需要这层壳。
做流固耦合的时候,实体单元表面要跟流体网格耦合,但实体单元只有体没有面,耦合算法需要面单元来做数据传递。TO SURFACE 提取出来的壳单元就是干这个用的。提取的时候选全部实体还是只选交界面的那部分,看流体域覆盖范围。全选的话多出来一堆没用的壳,只选交界面区域的话得先在实体上把交界面的单元选出来,建个SET,再用SET来选。
`MESH > ELEMENT > VOL.SHELL` 是给实体单元加一层壳单元,跟 TO SURFACE 的区别是 VOL.SHELL 生成的壳是偏置的,贴在实体单元表面外侧或者内侧,有独立的节点和厚度。TO SURFACE 生成的是零厚度的壳,节点跟实体共享,只做数据传递用,不参与结构承载。VOL.SHELL 生成的壳有厚度,可以模拟表面涂层、包覆层,或者做接触分析时用壳单元当接触面。

之前做电池包的热流固耦合,电芯实体单元外面要包一层壳做冷却液流道边界。第一次直接用 TO SURFACE 提取了电芯外表面,生成壳之后没有厚度,导到流体求解器里识别成了零厚度的壁面,热传递系数算不出来。后来改用 VOL.SHELL,壳单元给了0.5mm的偏置厚度,流体那边才认。那天下午在等流体同事回消息确认参数,电脑开着不动,屏幕保护程序跳出来,是一堆游来游去的鱼,看着看着差点睡着。
提取出来的壳单元要单独设PID。`FACEs > SET PID` 或者直接在单元上右键 `Edit > PID`,新建一个PID,属性设成壳。壳的厚度在Property里给,TO SURFACE 出来的壳厚度给0,VOL.SHELL 出来的壳厚度按实际给。导到Abaqus或者Nastran的时候,这个PID对应生成 `*SHELL SECTION`,流固耦合的耦合面在求解器里按这个SECTION来识别。
检查提取出来的壳有没有问题。`MESH > QUALITY > SHELL` 跑一遍质量检查,重点是自由边和法向。自由边多了说明实体表面本身有缝隙,或者提取的时候漏了面。法向不一致的壳单元,流体求解器会报警告,耦合面方向不对,热流或者压力传递会反向。法向统一用 `MESH > NORMALS > SHELL` 全部翻到一致。
路径汇总:提取零厚度壳 `MESH > ELEMENT > TO SURFACE` 选实体中键。带厚度偏置壳 `MESH > ELEMENT > VOL.SHELL` 选实体设偏置方向和厚度。设PID `FACEs > SET PID` 或右键Edit PID。质量检查 `MESH > QUALITY > SHELL`。法向统一 `MESH > NORMALS > SHELL`。
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