CN111062156A - 基于网格收敛因子的网格划分方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于网格收敛因子的网格划分方法和装置，方法包括：创建被分析对象的三维模型；定义被分析对象的仿真分析参数和网格设置基本参数；仿真流程模板根据所述网格设置基本参数和所述仿真分析参数进行仿真运算，得到网格收敛因子仿真值；判断网格收敛因子仿真值是否小于网格收敛因子阈值，如果不小于，则将网格基本尺寸的值缩小r倍，然后返回；如果小于，则将最终确定的满足要求的网格基本尺寸的值固化在所述仿真流程模板内。具有以下优点：(1)基于网格收敛因子，获得最优网格尺寸，在保证求解效率的同时，保证分析精度；(2)制定仿真流程模板，提高网格划分效率和复用性。

Description

基于网格收敛因子的网格划分方法和装置

技术领域

本发明属于网格划分技术领域，具体涉及一种基于网格收敛因子的网格划分方法和装置。

背景技术

随着计算机科学技术的不断发展，有限元仿真分析技术不断应用到复杂系统的设计中，已成为复杂系统研究的重要途径。有限元仿真分析技术的基本思想是：将一个连续体离散成有限个网格单元，对通过节点连接的网格单元进行单元分析，然后再将这些网格单元组合起来代表原来的连续体结构。从数学的角度来看，有限元仿真分析技术是将一个偏微分方程化成一个代数方程组，并利用计算机求解的一种数值分析方法。

对于有限元这种数值分析方法，网格单元划分的越细，近似解越趋向收敛于精确解，通过增加网格单元的数量和密度，可以提高分析精度。但是，如果盲目地增加网格单元的数量，将会大大增加网格单元划分时间及求解时间，有时还会因计算的累积误差反而降低计算精度。

因此，现有技术中，如何划分网格单元，既保证分析结果有较高的精度，又不致使分析量太大，一直困扰着有限元分析人员。如何解决这个技术问题，是目前迫切的事情。

发明内容

针对现有技术存在的缺陷，本发明提供一种基于网格收敛因子的网格划分方法和装置，可有效解决上述问题。

本发明采用的技术方案如下：

本发明提供一种基于网格收敛因子的网格划分方法，包括以下步骤：

步骤1，创建被分析对象的三维模型；

步骤2，定义被分析对象的仿真分析参数；所述仿真分析参数包括被分析对象的物理性能分析目标、物理性能分析区域、响应对象的类别、响应对象的位置、响应对象的数量以及物理响应量；

其中：所述物理性能分析区域通过以下方法定义：在步骤1创建的所述三维模型中，定义多个物理性能分析区域；其中，所述物理性能分析区域为所述三维模型的局部区域；

所述响应对象的类别包括响应点对象、响应线对象和响应面对象；所述响应对象的数量通过以下原则确定：在每个所述物理性能分析区域中，至少包括一个所述响应对象；

所述物理响应量为被分析对象的响应对象所对应的物理响应量；

步骤3，定义网格设置基本参数；所述网格设置基本参数包括：网格收敛因子阈值GCI_max、网格基本尺寸h₁以及网格细化比r；

步骤4，将步骤2定义的所述仿真分析参数以及步骤3定义的所述网格设置基本参数输入仿真流程模板；

步骤5，所述仿真流程模板根据所述网格设置基本参数和所述仿真分析参数进行仿真运算，得到网格收敛因子仿真值GCI；

步骤5.1，所述仿真流程模板根据网格基本尺寸h₁以及网格细化比r，得到网格中间尺寸h₂＝h₁·r，网格最大尺寸h₃＝h₂·r；

步骤5.2，所述仿真流程模板计算得到网格基本尺寸h₁下的第一物理响应量ω₁，方法为：

步骤5.2.1，所述仿真流程模板根据网格基本尺寸h₁，对所述物理性能分析区域进行网格划分，将所述物理性能分析区域划分为多个尺寸为h₁的网格单元；

步骤5.2.2，所述仿真流程模板在网格化分的物理性能分析区域中，计算每个所述响应对象的物理响应量，即第一物理响应量ω₁，计算方法为：

如果所述响应对象为响应点对象，则判断所述响应点对象是否在网络结点位置，如果在，则网络结点位置的物理响应量的值，即为所述响应对象的第一物理响应量ω₁；如果不在，则分别获得所述响应点对象所在的网格单元的各顶点的物理响应量；然后根据所述响应点对象在所述网格单元的位置，采用形函数插值的方式，计算得到所述响应点对象的物理响应量，即为所述响应对象的第一物理响应量ω₁；

如果所述响应对象为响应线对象或响应面对象，则获得响应线对象或响应面对象包含的各个网络结点的物理响应量，然后，取各个网络结点的物理响应量的最大值或最小值，作为所述响应对象的物理响应量，即第一物理响应量ω₁；

步骤5.3，所述仿真流程模板计算得到网格中间尺寸h₂下的第二物理响应量ω₂，方法为：

步骤5.3.1，所述仿真流程模板根据网格中间尺寸h₂，对所述物理性能分析区域进行网格划分，将所述物理性能分析区域划分为多个尺寸为h₂的网格单元；

步骤5.3.2，所述仿真流程模板在网格划分的物理性能分析区域中，计算每个所述响应对象的物理响应量，即第二物理响应量ω₂；

步骤5.4，所述仿真流程模板计算得到网格最大尺寸h₃下的第三物理响应量ω₃，方法为：

步骤5.4.1，所述仿真流程模板根据网格最大尺寸h₃，对所述物理性能分析区域进行网格划分，将所述物理性能分析区域划分为多个尺寸为h₃的网格单元；

步骤5.4.2，所述仿真流程模板在网格划分的物理性能分析区域中，计算每个所述响应对象的物理响应量，即第三物理响应量ω₃；

步骤5.5，所述仿真流程模板根据第一物理响应量ω₁、第二物理响应量ω₂和第三物理响应量ω₃，基于下式得到网格收敛因子仿真值GCI：

其中：e＝(ω₁-ω₂)/ω₁

其中：

Fs为安全系数，取值为1.25；

e和p为网格收敛因子仿真值计算过程中的中间变量；

步骤6，所述仿真流程模板判断所述网格收敛因子仿真值GCI是否小于网格收敛因子阈值GCI_max，如果不小于，则将网格基本尺寸h₁的值缩小r倍，然后返回步骤3；如果小于，则执行步骤7；

步骤7，将最终确定的满足要求的网格基本尺寸h₁的值固化在所述仿真流程模板内；

根据最终确定的网格基本尺寸h₁的值，对所述三维模型进行网格划分以及三维有限元物理性能仿真分析。

优选的，步骤1中，所述被分析对象为航空、航天、兵器、汽车、桥梁和轨道车辆。

优选的，步骤2中，所述物理性能分析目标包括结构强度分析目标、结构刚度分析目标、结构动力学分析目标和流场分析目标。

优选的，步骤2中，所述物理响应量包括：应力、应变、位移、频率和加速度。

本发明还提供一种基于网格收敛因子的网格划分方法的系统，包括：

三维模型创建模块，用于创建被分析对象的三维模型；

仿真分析参数定义模块，用于定义被分析对象的仿真分析参数；所述仿真分析参数包括被分析对象的物理性能分析目标、物理性能分析区域、响应对象的类别、响应对象的位置、响应对象的数量以及物理响应量；

其中：所述物理性能分析区域通过以下方法定义：在步骤1创建的所述三维模型中，定义多个物理性能分析区域；其中，所述物理性能分析区域为所述三维模型的局部区域；

所述响应对象的类别包括响应点对象、响应线对象和响应面对象；所述响应对象的数量通过以下原则确定：在每个所述物理性能分析区域中，至少包括一个所述响应对象；

所述物理响应量为被分析对象的响应对象所对应的物理响应量；

网格设置基本参数定义模块，用于定义网格设置基本参数；所述网格设置基本参数包括：网格收敛因子阈值GCI_max、网格基本尺寸h₁以及网格细化比r；

仿真流程模板，用于嵌入所述仿真分析参数定义模块和所述网格设置基本参数定义模块，然后，根据所述网格设置基本参数和所述仿真分析参数进行仿真运算，得到网格收敛因子仿真值GCI；

具体包括：

网格尺寸计算子模块，用于根据网格基本尺寸h₁以及网格细化比r，得到网格中间尺寸h₂＝h₁·r，网格最大尺寸h₃＝h₂·r；

第一物理响应量ω₁计算子模块，用于计算得到网格基本尺寸h₁下的第一物理响应量ω₁；

第二物理响应量ω₂计算子模块，用于计算得到网格中间尺寸h₂下的第二物理响应量ω₂；

第三物理响应量ω₃计算子模块，用于计算得到网格最大尺寸h₃下的第三物理响应量ω₃；

网格收敛因子仿真值GCI计算子模块，用于基于下式得到网格收敛因子仿真值GCI：

其中：e＝(ω₁-ω₂)/ω₁

其中：

Fs为安全系数，取值为1.25；

e和p为网格收敛因子仿真值计算过程中的中间变量；

判断子模块，用于判断所述网格收敛因子仿真值GCI是否小于网格收敛因子阈值GCI_max，如果不小于，则将网格基本尺寸h₁的值缩小r倍，然后输入到所述网格设置基本参数定义模块，重新计算；如果小于，则执行固化子模块；

固化子模块，用于将最终确定的满足要求的网格基本尺寸h₁的值固化在仿真流程模板内；

仿真分析模块，用于根据最终确定的网格基本尺寸h₁的值，对所述三维模型进行网格划分以及三维有限元物理性能仿真分析。

本发明提供的基于网格收敛因子的网格划分方法和装置具有以下优点：

(1)基于网格收敛因子，获得最优网格尺寸，在保证求解效率的同时，保证分析精度；

(2)制定仿真流程模板，提高网格划分效率和复用性。

附图说明

图1为本发明提供的基于网格收敛因子的网格划分方法和装置的流程示意图。

具体实施方式

为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提供一种基于网格收敛因子的网格划分方法，以网格收敛因子为判断基准，能够快速准确的确定网格单元的最佳划分尺寸，在满足有限元分析精度要求的前提下，使有限元分析的复杂度降到最低，从而克服了现有有限元分析具有的工作量大、效率低、工作重复、且难以复用的现状。本发明具有有限元分析工作量少，分析效率高以及分析结果的复用性强的优点。

参考图1，基于网格收敛因子的网格划分方法包括以下步骤：

步骤1，创建被分析对象的三维模型；

本步骤中，被分析对象包括但不限于航空、航天、兵器、汽车、桥梁和轨道车辆。

步骤2，定义被分析对象的仿真分析参数；所述仿真分析参数包括被分析对象的物理性能分析目标、物理性能分析区域、响应对象的类别、响应对象的位置、响应对象的数量以及物理响应量；

其中：

物理性能分析目标根据设计任务和结构性能要求而设定，包括但不限于结构强度分析目标、结构刚度分析目标、结构动力学分析目标和流场分析目标。

物理响应量包括但不限于应力、应变、位移、频率和加速度。

所述物理性能分析区域通过以下方法定义：在步骤1创建的所述三维模型中，定义多个物理性能分析区域；其中，所述物理性能分析区域为所述三维模型的局部区域；实际应用中，可实现快速、批量、自动选取物理性能分析区域功能。

响应对象是在物理性能分析区域中确定的某个点、某条线或某个面，即：响应对象的类别包括响应点对象、响应线对象和响应面对象；所述响应对象的数量可根据物理性能分析区域的面积等因素确定，一般情况下，通过以下原则确定：在每个所述物理性能分析区域中，至少包括一个所述响应对象；但当物理性能分析区域具有对称性、重复性时，对称、重复的物理性能分析区域可用其中一个区域上的响应对象表示。

实际应用中，可以实现快速、批量定义响应对象的功能。

所述物理响应量为被分析对象的响应对象所对应的物理响应量；也就是说，每个响应对象，都需要计算得到对应的一个物理响应量。具体计算方式与响应对象的类别相关，具体方式在后续步骤5.2.2中描述。

实际应用中，可根据有限元分析目标要求，选取合适的物理响应量，例如，结构强度分析时，采用应力、应变作为响应量，结构刚度分析时，采用位移、变形作为响应量，结构动力学分析时，采用频率、加速度等作为响应量。

步骤3，定义网格设置基本参数；所述网格设置基本参数包括：网格收敛因子阈值GCI_max、网格基本尺寸h₁以及网格细化比r；

基于结构性能要求和对有限元结果精度要求，设定合适的网格收敛因子阈值GCI_max。具体的，如果对有限元结果精度要求高时，设置较低的网格收敛因子阈值GCI_max；如果对有限元结果精度要求低时，可设置较高的网格收敛因子阈值GCI_max。

网格基本尺寸h₁，可基于规范或历史经验设置。

网格细化比r是指同一物理性能分析区域中，粗、细两种网格尺寸的比率。为了简化分析步骤，网格细化比r一般设置为常量，一般r≥1.3。通过设置网格细化比，基于网格基本尺寸h1可定义出网格中间尺寸h2＝h1*r，网格最大尺寸h3＝h2*r。为简化起见，一般分析中可取网格细化比为定值处理。

步骤4，将步骤2定义的所述仿真分析参数以及步骤3定义的所述网格设置基本参数输入仿真流程模板；

为了快速进行网格划分和进行仿真求解，并得出需要的物理响应量值，可通过在有限元中定制仿真流程模板实现。通过定制仿真流程模板，将网格划分、材料属性设置、载荷边界设置、求解设置、结果输出设置，以及上面内容提到的网格设置基本参数、仿真分析参数等固定在仿真流程模板中，自动调用仿真流程模板进行求解，快速得出不同网格尺寸对应的物理响应量，从而得到网格收敛因子仿真值GCI。

步骤5，所述仿真流程模板根据所述网格设置基本参数和所述仿真分析参数进行仿真运算，得到网格收敛因子仿真值GCI；

本步骤具体包括以下实现步骤：

步骤5.1，所述仿真流程模板根据网格基本尺寸h₁以及网格细化比r，得到网格中间尺寸h₂＝h₁·r，网格最大尺寸h₃＝h₂·r；

步骤5.2，所述仿真流程模板计算得到网格基本尺寸h₁下的第一物理响应量ω₁，方法为：

步骤5.2.1，所述仿真流程模板根据网格基本尺寸h₁，对所述物理性能分析区域进行网格划分，将所述物理性能分析区域划分为多个尺寸为h₁的网格单元；

步骤5.2.2，所述仿真流程模板在网格化分的物理性能分析区域中，计算每个所述响应对象的物理响应量，即第一物理响应量ω₁，计算方法为：

如果所述响应对象为响应点对象，由于三维模型中结点对应的物理响应量为已知值，而非结点对应的物理响应量为未知值，因此，需要判断所述响应点对象是否在网络结点位置，如果在，则网络结点位置的物理响应量的值，即为所述响应对象的第一物理响应量ω₁；如果不在，则分别获得所述响应点对象所在的网格单元的各顶点的物理响应量；然后根据所述响应点对象在所述网格单元的位置，采用形函数插值的方式，计算得到所述响应点对象的物理响应量，即为所述响应对象的第一物理响应量ω₁；

如果所述响应对象为响应线对象或响应面对象，则获得响应线对象或响应面对象包含的各个网络结点的物理响应量，然后，取各个网络结点的物理响应量的最大值或最小值，作为所述响应对象的物理响应量，即第一物理响应量ω₁；

步骤5.3，所述仿真流程模板计算得到网格中间尺寸h₂下的第二物理响应量ω₂，方法为：

步骤5.3.1，所述仿真流程模板根据网格中间尺寸h₂，对所述物理性能分析区域进行网格划分，将所述物理性能分析区域划分为多个尺寸为h₂的网格单元；

步骤5.3.2，所述仿真流程模板在网格划分的物理性能分析区域中，计算每个所述响应对象的物理响应量，即第二物理响应量ω₂；

步骤5.4，所述仿真流程模板计算得到网格最大尺寸h₃下的第三物理响应量ω₃，方法为：

步骤5.4.1，所述仿真流程模板根据网格最大尺寸h₃，对所述物理性能分析区域进行网格划分，将所述物理性能分析区域划分为多个尺寸为h₃的网格单元；

步骤5.4.2，所述仿真流程模板在网格划分的物理性能分析区域中，计算每个所述响应对象的物理响应量，即第三物理响应量ω₃；

步骤5.5，所述仿真流程模板根据第一物理响应量ω₁、第二物理响应量ω₂和第三物理响应量ω₃，基于下式得到网格收敛因子仿真值GCI：

其中：e＝(ω₁-ω₂)/ω₁

其中：

Fs为安全系数，一般取值为1.25；

e和p为网格收敛因子仿真值计算过程中的中间变量；

网格收敛因子仿真值GCI的计算，可基于有限元程序开发自动实现。

步骤6，所述仿真流程模板判断所述网格收敛因子仿真值GCI是否小于网格收敛因子阈值GCI_max，如果不小于，则将网格基本尺寸h₁的值缩小r倍，然后返回步骤3；如果小于，则执行步骤7；

步骤7，将最终确定的满足要求的网格基本尺寸h₁的值固化在所述仿真流程模板内，增加仿真流程模板的复用性，因此，在以后面对类似结构产品进行仿真分析时，可直接套用仿真流程模板进行分析，提高建模效率，保证分析精度。

根据最终确定的网格基本尺寸h₁的值，对所述三维模型进行网格划分以及三维有限元物理性能仿真分析。

本发明还提供一种基于网格收敛因子的网格划分方法的系统，包括：

三维模型创建模块，用于创建被分析对象的三维模型；

仿真分析参数定义模块，用于定义被分析对象的仿真分析参数；所述仿真分析参数包括被分析对象的物理性能分析目标、物理性能分析区域、响应对象的类别、响应对象的位置、响应对象的数量以及物理响应量；

其中：所述物理性能分析区域通过以下方法定义：在步骤1创建的所述三维模型中，定义多个物理性能分析区域；其中，所述物理性能分析区域为所述三维模型的局部区域；

所述响应对象的类别包括响应点对象、响应线对象和响应面对象；所述响应对象的数量通过以下原则确定：在每个所述物理性能分析区域中，至少包括一个所述响应对象；

所述物理响应量为被分析对象的响应对象所对应的物理响应量；

网格设置基本参数定义模块，用于定义网格设置基本参数；所述网格设置基本参数包括：网格收敛因子阈值GCI_max、网格基本尺寸h₁以及网格细化比r；

仿真流程模板，用于嵌入所述仿真分析参数定义模块和所述网格设置基本参数定义模块，然后，根据所述网格设置基本参数和所述仿真分析参数进行仿真运算，得到网格收敛因子仿真值GCI；

具体包括：

网格尺寸计算子模块，用于根据网格基本尺寸h₁以及网格细化比r，得到网格中间尺寸h₂＝h₁·r，网格最大尺寸h₃＝h₂·r；

第一物理响应量ω₁计算子模块，用于计算得到网格基本尺寸h₁下的第一物理响应量ω₁；

第二物理响应量ω₂计算子模块，用于计算得到网格中间尺寸h₂下的第二物理响应量ω₂；

第三物理响应量ω₃计算子模块，用于计算得到网格最大尺寸h₃下的第三物理响应量ω₃；

网格收敛因子仿真值GCI计算子模块，用于基于下式得到网格收敛因子仿真值GCI：

其中：e＝(ω₁-ω₂)/ω₁

其中：

Fs为安全系数，取值为1.25；

e和p为网格收敛因子仿真值计算过程中的中间变量；

判断子模块，用于判断所述网格收敛因子仿真值GCI是否小于网格收敛因子阈值GCI_max，如果不小于，则将网格基本尺寸h₁的值缩小r倍，然后输入到所述网格设置基本参数定义模块，重新计算；如果小于，则执行固化子模块；

固化子模块，用于将最终确定的满足要求的网格基本尺寸h₁的值固化在仿真流程模板内；

仿真分析模块，用于根据最终确定的网格基本尺寸h₁的值，对所述三维模型进行网格划分以及三维有限元物理性能仿真分析。

本发明提供的基于网格收敛因子的网格划分方法和装置具有以下优点：

(1)基于网格收敛因子，获得最优网格尺寸，在保证求解效率的同时，保证分析精度；

(2)制定仿真流程模板，提高网格划分效率和复用性。

本领域普通技术人员可以理解，实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过与计算机程序指令相关的硬件来完成的，上述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，上述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(ROM：Read-Only Memory)或随机存储记忆体(RAM：RandomAccess Memory)等。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种基于网格收敛因子的网格划分方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，创建被分析对象的三维模型；

步骤2，定义被分析对象的仿真分析参数；所述仿真分析参数包括被分析对象的物理性能分析目标、物理性能分析区域、响应对象的类别、响应对象的位置、响应对象的数量以及物理响应量；

其中：所述物理性能分析区域通过以下方法定义：在步骤1创建的所述三维模型中，定义多个物理性能分析区域；其中，所述物理性能分析区域为所述三维模型的局部区域；

所述响应对象的类别包括响应点对象、响应线对象和响应面对象；所述响应对象的数量通过以下原则确定：在每个所述物理性能分析区域中，至少包括一个所述响应对象；

所述物理响应量为被分析对象的响应对象所对应的物理响应量；

步骤3，定义网格设置基本参数；所述网格设置基本参数包括：网格收敛因子阈值GCI_max、网格基本尺寸h₁以及网格细化比r；

步骤4，将步骤2定义的所述仿真分析参数以及步骤3定义的所述网格设置基本参数输入仿真流程模板；

步骤5，所述仿真流程模板根据所述网格设置基本参数和所述仿真分析参数进行仿真运算，得到网格收敛因子仿真值GCI；

步骤5.1，所述仿真流程模板根据网格基本尺寸h₁以及网格细化比r，得到网格中间尺寸h₂＝h₁·r，网格最大尺寸h₃＝h₂·r；

步骤5.2，所述仿真流程模板计算得到网格基本尺寸h₁下的第一物理响应量ω₁，方法为：

步骤5.2.1，所述仿真流程模板根据网格基本尺寸h₁，对所述物理性能分析区域进行网格划分，将所述物理性能分析区域划分为多个尺寸为h₁的网格单元；

步骤5.2.2，所述仿真流程模板在网格化分的物理性能分析区域中，计算每个所述响应对象的物理响应量，即第一物理响应量ω₁，计算方法为：

如果所述响应对象为响应点对象，则判断所述响应点对象是否在网络结点位置，如果在，则网络结点位置的物理响应量的值，即为所述响应对象的第一物理响应量ω₁；如果不在，则分别获得所述响应点对象所在的网格单元的各顶点的物理响应量；然后根据所述响应点对象在所述网格单元的位置，采用形函数插值的方式，计算得到所述响应点对象的物理响应量，即为所述响应对象的第一物理响应量ω₁；

如果所述响应对象为响应线对象或响应面对象，则获得响应线对象或响应面对象包含的各个网络结点的物理响应量，然后，取各个网络结点的物理响应量的最大值或最小值，作为所述响应对象的物理响应量，即第一物理响应量ω₁；

步骤5.3，所述仿真流程模板计算得到网格中间尺寸h₂下的第二物理响应量ω₂，方法为：

步骤5.3.1，所述仿真流程模板根据网格中间尺寸h₂，对所述物理性能分析区域进行网格划分，将所述物理性能分析区域划分为多个尺寸为h₂的网格单元；

步骤5.3.2，所述仿真流程模板在网格划分的物理性能分析区域中，计算每个所述响应对象的物理响应量，即第二物理响应量ω₂；

步骤5.4，所述仿真流程模板计算得到网格最大尺寸h₃下的第三物理响应量ω₃，方法为：

步骤5.4.1，所述仿真流程模板根据网格最大尺寸h₃，对所述物理性能分析区域进行网格划分，将所述物理性能分析区域划分为多个尺寸为h₃的网格单元；

步骤5.4.2，所述仿真流程模板在网格划分的物理性能分析区域中，计算每个所述响应对象的物理响应量，即第三物理响应量ω₃；

步骤5.5，所述仿真流程模板根据第一物理响应量ω₁、第二物理响应量ω₂和第三物理响应量ω₃，基于下式得到网格收敛因子仿真值GCI：

其中：e＝(ω₁-ω₂)/ω₁

其中：

Fs为安全系数，取值为1.25；

e和p为网格收敛因子仿真值计算过程中的中间变量；

步骤6，所述仿真流程模板判断所述网格收敛因子仿真值GCI是否小于网格收敛因子阈值GCI_max，如果不小于，则将网格基本尺寸h₁的值缩小r倍，然后返回步骤3；如果小于，则执行步骤7；

步骤7，将最终确定的满足要求的网格基本尺寸h₁的值固化在所述仿真流程模板内；

根据最终确定的网格基本尺寸h₁的值，对所述三维模型进行网格划分以及三维有限元物理性能仿真分析。

2.根据权利要求1所述的基于网格收敛因子的网格划分方法，其特征在于，步骤1中，所述被分析对象为航空、航天、兵器、汽车、桥梁和轨道车辆。

3.根据权利要求1所述的基于网格收敛因子的网格划分方法，其特征在于，步骤2中，所述物理性能分析目标包括结构强度分析目标、结构刚度分析目标、结构动力学分析目标和流场分析目标。

4.根据权利要求1所述的基于网格收敛因子的网格划分方法，其特征在于，步骤2中，所述物理响应量包括：应力、应变、位移、频率和加速度。

5.一种权利要求1-4任一项所述的基于网格收敛因子的网格划分方法的系统，其特征在于，包括：

三维模型创建模块，用于创建被分析对象的三维模型；

仿真分析参数定义模块，用于定义被分析对象的仿真分析参数；所述仿真分析参数包括被分析对象的物理性能分析目标、物理性能分析区域、响应对象的类别、响应对象的位置、响应对象的数量以及物理响应量；

其中：所述物理性能分析区域通过以下方法定义：在步骤1创建的所述三维模型中，定义多个物理性能分析区域；其中，所述物理性能分析区域为所述三维模型的局部区域；

所述响应对象的类别包括响应点对象、响应线对象和响应面对象；所述响应对象的数量通过以下原则确定：在每个所述物理性能分析区域中，至少包括一个所述响应对象；

所述物理响应量为被分析对象的响应对象所对应的物理响应量；

网格设置基本参数定义模块，用于定义网格设置基本参数；所述网格设置基本参数包括：网格收敛因子阈值GCI_max、网格基本尺寸h₁以及网格细化比r；

仿真流程模板，用于嵌入所述仿真分析参数定义模块和所述网格设置基本参数定义模块，然后，根据所述网格设置基本参数和所述仿真分析参数进行仿真运算，得到网格收敛因子仿真值GCI；

具体包括：

网格尺寸计算子模块，用于根据网格基本尺寸h₁以及网格细化比r，得到网格中间尺寸h₂＝h₁·r，网格最大尺寸h₃＝h₂·r；

第一物理响应量ω₁计算子模块，用于计算得到网格基本尺寸h₁下的第一物理响应量ω₁；

第二物理响应量ω₂计算子模块，用于计算得到网格中间尺寸h₂下的第二物理响应量ω₂；

第三物理响应量ω₃计算子模块，用于计算得到网格最大尺寸h₃下的第三物理响应量ω₃；

网格收敛因子仿真值GCI计算子模块，用于基于下式得到网格收敛因子仿真值GCI：

其中：e＝(ω₁-ω₂)/ω₁

其中：

Fs为安全系数，取值为1.25；

e和p为网格收敛因子仿真值计算过程中的中间变量；

判断子模块，用于判断所述网格收敛因子仿真值GCI是否小于网格收敛因子阈值GCI_max，如果不小于，则将网格基本尺寸h₁的值缩小r倍，然后输入到所述网格设置基本参数定义模块，重新计算；如果小于，则执行固化子模块；

固化子模块，用于将最终确定的满足要求的网格基本尺寸h₁的值固化在仿真流程模板内；

仿真分析模块，用于根据最终确定的网格基本尺寸h₁的值，对所述三维模型进行网格划分以及三维有限元物理性能仿真分析。

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