Moldex3D模流分析之如何在Studio手动堆叠网格

网格占据模流分析很重要的一部份，将复杂的几何结构划分为微小元素，再透过求解器得到需要的结果，良好的网格质量能够带来更加精确的分析结果。对于几何较为单一或是厚的产品，利用自动化的前处理功能即可生成高质量的网格模型，但若是遇到需要网格精度较高或是尺寸较小的产品，例如光学、RTM或是其他特殊制程，则建议手动建立网格，此方式更容易控制网格质量以达到求解器的需求。

Moldex3D Studio的建构网格(Structure Mesh)提供了多样的工具来直接完成前处理的网格建模，此功能包含表面网格与实体网格的生成与建立，针对网格精度需求高的产品，提供用户以人工的方式更弹性地搭建网格应对各式不同情境。以下将以一模四穴的镜片范例作为例子，如何在Studio手动建立网格。

•步骤1. 前置作业: 几何分割

在Studio的项目中汇入几何，在建立网格前先做一些处理，使用 工具(Tool) 页的 投射曲线(Project Curve)、萃取面(Extract Face)、分割面(Divide Face) 等工具来分割模型或撷取所需的几何面与特征线。最后模型简化成1/4对称模型，且为分割后的各组件设置属性。工具页的功能，操作请参考其他相关介绍，本文不做细节说明。

•步骤2. 生成镜片网格

-Region 1:

由 Mesh 工具栏点选 建构网格(Structure Mesh) 即可进入建构网格的接口。首先建立Region 1的网格，选择 建立O-grid面(O-grid Face)，依序以 Region 1 定义 O-grid 的中心、半径与平面，点击 OK 后即会产生包含 12 个曲面的 O-grid面。再利用O-grid面透过萃取面(Extract Face)与分割面(Divide Face)功能如图分割Region 1的面，帮助用户建立结构化的表面网格。

注: 须注意 建构网格(Structure Mesh) 仅出现在 Solid 网格模式中并且需要 Mesh 授权来启用。

接着使用 撒点(Seeding)、建立面上网格(Create Face Mesh)，为 Region 1 面的一角生成三个表面网格，再利用 合并(Combine) 成一表面网格。在 Region 1于底面对应的一角重复同样操作生成表面网格，接着使用 两个面建立(Create by 2 Faces) 选择两个表面网格来生成一实体网格，如此一来便完成 Region 1四分之一的实体网格。

注: 请注意撒点时需确认各面互相交界处的撒点数一致，如用两个面建立网格时，两表面网格拓朴须一致，若拓朴不同或对应节点选择错误，实体网格将会建立失败，故撒点时即须注意。若有需要可使用 导引线(Guide Curve) 或 渐变(Biasing)，但本文之撒点皆不设置渐变(=None)及额外的导引线

-Region 2:

先使用 Tool工具栏 的 平面线建面(Planar Surface) 功能生成一曲面，再利用撒点、建立面上网格、合并建立侧边的表面网格，并使用 3D旋转 (3D Rotate) 功能将表面网格复制到特征线交界处，如图所示。

准备好表面网格后，使用 旋转建立(Create by Revolve)、两个面建立(Create by 2 Faces) 的功能建立 Region 2 的实体网格。

完成 Region 1 与 Region 2 的实体网格后，可透过 检查接触边界(Check Contact Boundary) 来确定接触面的网格是否有 交错(intersection)，如下图便检测出 Region 1 与 2 间存在不匹配，这时则可用 对齐节点(Align Nodes) 的功能，将不同区块的实体网格间节点对上。接着，将实体网格的属性设为 塑件(Part)，并使用Tool工具栏的 镜射(Mirror)，由 1/4 网格生成其他 3/4 再合并成一完整镜片的实体网格，如下图所示。

注: 合并实体网格要有定义网格属性，若无定义则会跳出警告窗口提醒用户。

•步骤3. 生成浇口网格

取出与进浇面接触的表面元素(使用 Extract Mesh 与 Extract Element)，再使用 扫掠建立(Create by Sweep) 的功能 (两个模式皆可)，沿着几何边生成浇口网格。

在建立另一部份浇口的实体网格前，需先以 取出网格(Extract Mesh) 与 取出元素(Extract Element) 功能来从刚才建立的实体网格上取出表面网格，再用 撒点(Seeding)、建立面上网格(Create Face Mesh) 建立其他所有面的表面网格。使用 放样建立(Create by Lofting) 网格的时候，先选择起始网格与终止网格(橘色)，再选择侧边的网格(蓝色)，按下 OK 后即可建立实体网格。

•步骤4. 生成流道网格

取出前一个步骤所建立的浇口的表面网格，作为分流道的起始网格，使用 平面线建面、撒点、建立面上网格、合并 等功能来生成另外一端的表面网格，再由这两个表面网格建立分流道的实体网格。

接下来建立竖浇道的网格。如下图所示，建立两O-grid面并使用分割的功能萃取四分之一的曲面，接着建立侧边的曲面与表面网格。

在中心面建立表面网格，由两个表面网格建立实体网格。取出侧边表面元素，并由两表面网格建立实体网格，以相同方式建立另外一侧网格，注意层数需一致，完成后合并实体网格，并取出上表面与下表面的网格。

接下来，建立竖浇道上半与下半冷料井的部分，如图建立O-grid面并取出四分之一的曲面，于曲面上生成表面网格，接下来即可使用两表面网格建立上半部分与冷料井的实体网格。

检查竖浇道实体网格的接触边界，确认网格节点都有对齐后，将属性设为流道后合并为一块，接着使用镜射的功能复制其他3/4再合并，如图建立完整的一模四穴模型。

•步骤5. 分析

接着，在Studio进行分析的相关设定，包含材料、制程条件、分析顺序与计算参数，并提交分析。