4-1 Mesh Application이란

Mesh는 CAD 모델을 절점(node)과 요소(element)로 구성한 해석모델이며, 각각의

element는 해석하는 물리계의 방정식을 구성하는 매개체 역할을 하게 되므로, 해석

환경에 따라 요구되는 요소를 설정해야 합니다. 균일한 Mesh의 생성은 보다 정확한

해석 결과를 얻는 데 있어서 매우 중요한 과정이며, 생성된 Mesh 품질이 불량하면

부정확한결과를얻게됩니다.

ANSYS Workbench의 Mesh Application은사용자로 하여금 meshing tool을쉽

게 사용할 수 있도록 개발되었습니다. Mesh Application은 모델의 형상을 자동으로

인식하여 최적화된 Mesh를 생성하므로 쉽게 사용할 수 있습니다. 또한 Mesh 미리

보기기능을제공하여 Mesh 생성을미리확인할수있습니다.

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Mesh Application 기능소개

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4-2 Mesh Application 시작하기

Mesh Application은 Toolbox의 Component System으로부터 독립적으로 실행할

수 있고, Analysis System에 기본적으로 포함된 상태이므로 Mechanical

Application의실행과함께사용할수있습니다.

각각의 시스템 블록에서 보는 바와 같이 Mesh는 Upstream 단계인 Geometry

Cell에서 CAD 모델에대한정의가먼저완료되어야합니다.

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4-3 Mesh 환경 설정

Mesh Application을실행하는환경에따라 mesh 생성옵션이결정됩니다.

Component System으로 실행하는 경우 mesh를 사용할 해석환경에 맞게 설정해

야 합니다. 하지만 Mechanical Application에서 실행하는 경우 Analysis System에

서부터이미해석환경이고정되어있으므로 Physics Preference 설정은수행하지않

아도 되며, Mesh Method는 mesh option으로 설정할 수 있습니다. Mesh Option

에서는 Global Control에 대한 설정 및 기본 Mesh Method, mesh 생성에 가용할

CPU 개수와같은설정을할수있습니다.

4-3-1 Mesh 생성방법및종류

1) Patch Conforming

일반적인 mesh 생성과정은 CAD 모델의 edge에서부터 생성되어 face와 volume을

채우는 순서를 따릅니다. 이 경우에는 모서리와 정점을 기반으로 삼기 때문에 형상정

보를 최대한 구현할 수 있는 장점을 가집니다. 하지만 이 때문에 복잡하거나 지저분

한모서리에대해서도 mesh를생성하려는과정을수행하므로 CAD 모델에형상오류

가없어야합니다.

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2) Patch Independent

Patch Independent method 기법은 CAD 모델을 둘러싸도록 균일한 크기의 mesh

를 생성한 후 CAD 모델의 면을 경계로 삼아 바깥부분의 mesh를 지우고 경계면 부

근의 mesh만크기와형상을재정렬하여 mesh를생성하는순서를따릅니다.

3) Sweep

Sweep method는 평면 또는 곡면 위에 생성된 surface mesh를 특정 경로 또는 회

전 축을 따라 이동시킴으로써 생성되는 순서를 따릅니다. Sweep mesh는 모든 역

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에걸쳐균일한 mesh를생성할수있다는장점을가집니다.

Patch Conforming method와같이외곽면부터 mesh를생성하여내부를채우는

방법의 경우 단면을 살펴보면, 외곽 면 모든 방향으로부터 내부 중앙으로 mesh의 성

장 방향이 집중되므로 내부에서 서로 만나게 되는 어느 한 지점에서는 mesh의 품질

이 나쁘게 생성되는 문제가 발생합니다. 이런 경우 아래 오른쪽 그림과 같이 sweep

mesh 생성이 가능한 형상으로 분할하는 작업을 수행하면 내부까지 균일한 mesh를

생성할수있습니다.

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4장 Mesh Application 기능소개

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4) MultiZone

MultiZone method는 Sweep mesh처럼 내부까지 균일한 mesh를 생성하기 위해

새롭게추가되었습니다. Sweep method와다른점은 mesh를생성하기위해형상을

분할하지 않아도 된다는 부분입니다. Sweep mesh는 아래 그림에서 좌측의 3D 모

델에 대해 균일한 Hexa mesh를 생성해야 할 경우 body를 여러 개의 part로 분할하

는작업이필요합니다.

MultiZone method는 surface를 기준으로 sweep 방향을 설정하고 blocking 기

법에의한가상의 part 분할을수행하여균일한 sweep mesh의생성을유도합니다.

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4-3-2 Element Shape

Mesh로생성되는 element 형상은적용되는 body 종류에따라다르게적용됩니다.

Element 형상에따라적용할수있는설정조건들의구분은아래와같습니다.

Solid Bodies

•Patch Conforming Tetra

•General Sweeping

•Thin Sweeping

•Hex Dominant

Surface Bodies

•Quad Dominant

•All Triangles

Hex Meshing

•Swept Mesher

•Hex Dominant Mesher

•Thin Solid Mesher

Quad Meshing

•Quad Dominant

•Uniform Quad/Tri

•Uniform Quad

Tet Meshing

•Patch Conforming Mesher

•Patch Independent Mesher

•CFX-Mesh

Triangle Meshing

•All Triangles

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4장 Mesh Application 기능소개

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1) Mesh 미리 보기 및 생성

Mesh 미리 보기를 하려면 아래 그림과 같이 Outline에서 Mesh 항목을 선택하고 마

우스 오른쪽 버튼을 클릭한 후 Preview Surface Mesh를 선택합니다. 그러면 Mesh

진행 상태 창이 나타나며, 작업이 완료되면 모델 표면에 대한 mesh를 확인할 수 있

습니다. 표면뿐만 아니라 내부까지 모두 mesh를 생성해야 해석에 사용할 수 있는 상

태가되며, 이를위해서는 Generate Mesh를선택하여작업을수행합니다.

•Insert : Mesh Control하는 명령들을 추가하며, Local하게 Control할 수 있습

니다.

•Generate Mesh : 모델전체에 mesh 생성이완료됩니다.

•Preview Surface Mesh : mesh가 어떻게 생성될 것인지 경향을 보기 위해 이

명령을수행하게됩니다. 이명령은모델의표면의 mesh를보여주어, Generate

mesh보다짧은시간에경향을파악할수있으며, mesh를수정하는단계에서시

간을단축시킵니다.

•Show Sweepable Bodies : ANSYS Workbench에서는 앞면과 뒷면이 같은 형

상에 자동으로 Sweep Mesh를 생성하게 되는데 그 대상이 되는 part들을 확인

할수있습니다.

•Edit in CFX-Mesh : CFD meshing process 환경에서 유동해석용 mesh를 생

성, 수정합니다.

•Clean : 생성된 Mesh를삭제합니다.

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2) Mesh Global Control

Outline의 Mesh 항목을 선택하고, Details View에서 Mesh 항목의 여러 설정 값을

변경할수있습니다. 이항목에서변경하는값은모델전체에작용됩니다.

Details of Mesh

상세 창 항목 설 명

Physics Preference 해석의 종류에 따라 Mesh의 설정이 바뀌게 됩니다. Mechanical, Electromag-

netics, CFD, Explicit mesh를 설정합니다.

Relevance mesh의 도를 조정합니다. –100으로갈수록 mesh의 Element 편차가 크며,

형상도 전체적으로 크게 됩니다. +100으로 갈수록 Element 편차가 작고, 형상도작게됩니다.

Use Advanced Size 곡률의 변화에 따라 자동으로 mesh

Function 도를 조절하여 생성하는 기능을 선택합니다.

Relevance Center mesh 도조정 값을 3단계로 조정합니다. Fine은 가장 조 하게 되며, Coarse

는거칠게생성되게됩니다.

Element Size Element의평균크기값을입력합니다.

Inflation category 유동해석 mesh의 생성에 관한 조건들을설정합니다.

Element Midside Nodes* 2차 요소를 사용할 것인지의 여부를 선택합니다. 기본 2차 요소를 사용하지만Dropped를선택하여, 1차요소로 Mesh

를생성할수있습니다.

Nodes/Elements 모델 전체의 요소와 절점의 수를 보여줍니다. 각 모델에 대한 요소와 절점의 수를 보려면, Mesh를 선택하고 Work-

sheet 항목에서확인할수있습니다.

Mesh Metric Mesh의 품질을 검토할 수 있는 옵션을선택합니다.

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4장 Mesh Application 기능소개

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① Mid Side Node

•Dropped : 1차 요소 이용, Node와 Node 사이에 MidNode를 생성하지 않습

니다.

•Kept : 2차 요소 이용, Node와 Node 사이에 MidNode를 생성하여 한번 더 계

산하게됩니다.

3) Mesh Local Control

ANSYS Workbench는 다양한 Mesh Size Control 기능을 제공합니다. Outline 창

에서 Mesh 항목을선택하고 Context Toolbar나마우스오른쪽버튼을클릭한후원

하는 항목을 선택하면 Mesh의 하위 항목으로 명령들이 추가되어 원하는 Mesh

Control을할수있습니다. 선택시 Ctrl 키를이용하면여러 역을동시에선택하여

Local로제어할수있습니다.

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