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3.7 网格质量检测环境
体网格生成后，会自动弹出 Quality Checking Environment 进行体网格分析和编辑，如图 3.174 所示。在这里，体网格会被检查（Checked）、光滑处理（Smoothed）和优化（Optimised）。其他选 项用来编辑材料，生成边界层。
图 3.174 Quality Checking Environment 窗口
出现在 Quality Checking Environment（质量检测环境）中的功能按钮是用迭代的方法对体网格 质量进行估计并提高其质量的。
在质量检测环境中有材料编辑、网格增强、显示和激活功能，可通过 Material Editing Table、
Operational Tools、Display Ops 和 Active Ops 来实现。该质量检测环境功能强大，提供了几种观察 模型的能力，如隐藏面、阴影面、仅显示体网格中的表面网格或整个网格。可以显示所有节点、所 有单元、具体节点、具体单元、坏单元及负雅克比单元。
为了退出 MeshCAST 菜单，单击 File→Exit 命令，这并不会自动保存你修改过的文件，除非完 成了 Smoothing 操作后再退出才能保存文件。
主要内容：Software Description、Material Editing Table、Operational Tools、Display Ops、Active Ops
3.7.1 材料编辑表（Material Editing Table）
该表用来编辑或激活与材料相关的几何体，如图 3.175 所示。该表包含 3 列：Materials、Active 和 Opt#。Materials 材料列中包含着材料数及其在材料列表中的位置，材料列表也会出现在 PreCAST 中。Active 列包含切换按钮 Yes/No，用来定义在工作窗口中要激活的与该种材料相关的几何体。
Material Editing Table
Operational Table
Display Ops
Active Ops
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Opt#序号用来定义具有共同界面边界的材料组。后者在 Optimize 命令中描述。还有其他按钮来编 辑与材料相关的几何体。
图 3.175 材料编辑表
主要内容：Quality Checking Environment、Apply、New、Delete、Optimise 1．应用（Apply）
单击 Apply 按钮，可执行材料编辑表（Material Editing Table）中的相关设置。
相关主题：Material Editing Table 2．新建（New）
该命令为出现在当前激活集中的所有网格单元赋新的材料标识。使用 Clip 或 Elements 功能选 择激活集单元。然后单击 New 按钮来生成新材料。该新材料会显示在 Material Editing Table 中，新 材料的全部序号即会显示在消息窗口中。
例 3.15 如图 3.176 左图所示，在 Material Editing Table 中显示的是一种材料。使用 Clip 功能 分离出圆柱部分，单击 New 按钮生成新材料，如图 3.176 中的右部分所示。
图 3.176 生成新材料
加入新材料后，MeshCAST 会记住材料的 ID 号。在增加新材料后，MeshCAST 不 会保存 prefix.mesh 文件。
相关主题：Material Editing Table、Clip、Active Ops
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3．删除（Delete）
该命令删除指定材料标识的网格和节点。将不想删除的材料在材料编辑窗口中的激活状态切换 到 No，单击 Delete 按钮，将出现一个确认对话框，如图 3.177 所示。
图 3.177 确认对话框
单击 Yes 按钮确认以后，MeshCAST 会删除所有处于激活状态的材料。MeshCAST 在消息窗 口中通过显示修正了的节点数量和单元数目来确认删除操作。
例 3.16 图 3.178 中的上部分，材料编辑菜单中显示两种材料，#2 Material 是 Yes，处于激活 状态，#1 Material 处于非激活状态。单击 Delete 按钮#2 Material 将从材料列表中被删除，如图 3.178 中的下部分所示。
图 3.178 删除材料
MeshCAST 会在删除材料后记住节点和网格单元。在删除材料后，MeshCAST 不会保存 prefix.mesh 文件。
相关主题：Material Editing Table、Clip、Active Ops
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4．优化（Optimize）
网格优化通过对节点和单元重新编号，以降低解矩阵的规模。这使 MeshCAST 求解时收敛得 更快，使模拟时间加快 30%～35%。为了优化网格，单击 Generate Tet Mesh 中的 Optimize 按钮。
如果不需要在不同材料之间生成一致性界面，或者不需要进一步的重新编号，该优化过程即完成。
如果出现以下情况，优化不会起作用：
（1）进行模拟时，几乎所有的网格都需要生成一致性界面节点（在 PreCAST 中），尤其在铸 型和铸件之间。当 PreCAST 在一致性材料之间生成界面时，会随机对节点和单元重新编号，所以 会丧失优化效果。
（2）如果是流体流动问题，则 DataCAST 会对节点重新编号，以使流体节点排在前面，优化 效果也会丧失。DataCAST 也随机重排了节点。
优化步骤：为了避免 PreCAST 和 DataCAST 对节点重新编号，保留网格优化效果，MeshCAST 需要下述输入，在 Material Editing Table 菜单中：表中新的列号 Opt#反映了优化组的序号。所有有 共同节点的材料被赋予相同的序号。这就意味着具有相同的 Opt#号的材料之间不再建立一致性界 面，如图 3.179 所示。当激活 Optimize 按钮后，MeshCAST 将在不同的 Opt#序号材料之间建立必 要的一致性界面，并优化所生成的网格。这是因为需要考虑到 PreCAST 重新编号的困难、在优化
相关主题：Material Editing Table 3.7.2 操作工具（Operational Tools）
Operational Tools 包含了各种命令按钮用来检测、显示、打印网格质量图和执行各种高级操作。
这些工具按钮在 Quality Checking Environment（质量检验环境）中 显示如图 3.180 所示。
图 3.180 操作工具按钮
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Plot Quality 和 Smooth Mesh 只可用于四面体网格，如果网格中含有任何其他的单元，这两个 命令无效。
相关主题：Quality Checking Environment、Surface Only、Enclosure、Smooth Mesh、Boundary Layer、Plot Quality、Flow Check、Write Sm
1．显示面网格（Surface Only）
此切换按钮用来显示模型的体网格或面网格。当激活 Surface Only 按钮时，该按钮灰色显示（如
相关主题：Operational Tools、Display Tools 2．Enclosure
用来显示封闭域网格。如果 Enclosure 按钮灰色显示，则表面网格中包含着封闭域，单击 Enclosure 按钮，显示封闭域网格，如图 3.182 所示。
图 3.182 Enclosure 按钮灰色显示 相关主题：Operational Tools 3．平滑网格（Smooth Mesh）
该命令通过加入更多的内部节点和单元来改进体网格的质量。单击 Smooth Mesh 按钮执行后，
MeshCAST 在消息窗口中显示信息（如图 3.183 所示）来描述操作后的所有网格单元和节点数目。
图 3.183 消息窗口
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每次 Smoothing 操作会在四面体网格中增加节点和单元数量。MeshCAST 会用进程状态条显 示光滑进程。
Smooth Mesh 结束后，不会输出网格文件。必须保存网格文件。可以用 Plot Quality 功能来观察 Smooth Mesh 的质量。它可以比较 Smooth Mesh 操作前和操作后的 网格质量。可以重复多次使用 Smooth Mesh，直到获得满意的网格。
相关主题：Operational Tools、Plot Quality 4．边界层（Boundary Layer）
该功能可以在几何体内建立一个薄的单元层，以更好、更精确地模拟流体流动。
使用 Boundary Layer 命令的步骤如下：
（1）要生成边界网格必须首选建立体网格。单击 Boundary Layer 按钮，会弹出一个“边界层”
窗口，可以用它来定义材料序号 Material#、边界层数#Layers 和“整体厚度”，如图 3.184 所示。
图 3.184 “边界层”窗口
（2）输入材料序号 Material#，将在其上建立边界层。单击向上或向下按钮 可以改变材料序 号。Boundary Layer 网格生成器一次只修改一个体。所以，如果用户希望在多个体上生成边界层，
则必须反复操作该命令。用户必须决定在整个边界层区需要多少层楔形单元。默认条件下，层数是 1，但层数最多不超过 10。单元层的总体厚度应当在 Total Thickness 中确定。默认值是根据网格尺 寸来给出的，但这可以在给定的域中输入新值来改变。
（3）设定好上述值后，单击 Generate Boundary Layer 按钮执行操作。完成后，用户必须存盘，
因为系统不会自动保存。因为新的节点和单元在此过程中会生成，所以各种材料区的节点和单元会 改变。正因为如此，在生成所有的边界网格后，应当进行所有的网格优化。
例 3.17 如图 3.185 示出了两层边界单元的生成过程。
图 3.185 两层边界单元的生成过程
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相关主题：Operational Tools 5．图显网格质量（Plot Quality）
该命令给出图表来对已生成的四面体网格进行质量分析。单击 Plot Quality 按钮，会打开 Plot 值，均可用 Plot Quality 显示菜单得到。Previous Data 选项显示上一次体网格的质量。当按下此按 钮后，前一个网格直方图以绿色显示。下面对 Plot Quality 窗口菜单进行说明。
二面角定义（Dihedral Angle）：两相交平面的夹角，如图 3.187 所示。
半径比（Radii Ratio）：内切圆与外接圆半径之比，如图 3.188 所示。
长宽比（Aspect Ratio）：三角形最长边与最短边之比，如图 3.189 所示。
Min/Max Statistics：对上述 3 个判据的分析汇总，如图 3.190 所示。
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图 3.187 两相交平面的夹角——二面角
图 3.188 半径比
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图 3.189 长宽比
图 3.190 最小/最大值统计
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Plot Quality 主要是显示、分析和信息显示工具，用来分析网格质量。它让用户 判断对网格进行的修改是否改善了网格质量。Plot Quality 当网格中含有其他单 元类型时，该功能不能用。
相关主题：Operational Tools、Smooth Mesh 6．Flow Check
如果存在把边界节点连接起来的边时，会影响流体流动的结果。该命令可用来检测这种边并以 红色显示之。单击 Flow Check 按钮，所有边界节点处相连接的内部边会以红色显示。单击即可执 行。
与边界节点相连接的边会严重影响该区域的流动分析。对一个理想的流体流动问 题来说，在模型中不应当有任何这样的边。如果有任何这样的边存在，建议用户 在用 Generate Tet Mesh 命令时采用 full layer option。另一种解决流体流动的精确 方法是生成 Boundary Layer 单元。
相关主题：Operational Tools、Boundary Layer
7．输出面网格/输出全部面网格（Write SM / Write SM All）
输出当前窗口中所激活的几何体的面网格文件。首先用 Material Editing Table 激活所有需要输 出的材料几何体，然后单击 Write SM 按钮。该命令即会输出形如 prefix_sub.sm 的面网格文件。
输出全部面网格：该命令输出的面网格也包括几何体之间的界面网格（例如，它会把铸型内部 的铸件的面网格包括在内，而 Write SM 只输出内部封闭体的面网格）。
如果 Write SM All 操作是作用在源于 d.dat 文件的网格上，用户必须确定该网格不包含一致性 界面。如果包含有一致性界面，应该首先在 PreCAST 中加载 d.dat 文件，并把界面重置为 EQUIV
（Equivalence），然后保存 d.dat 文件。再在 MeshCAST 中重新加载新的 d.dat 文件，并用 Write SM All 再次输出。经过上述操作，在界面上只有一个节点，而不是两个。
相关主题：Operational Tools、Material Editing Table 8．几何模数（Geometrical Modulus）
该命令对体网格上的一个切面进行模数计算。几何模数计算仅用于体网格 。该选项在 Advanced 菜单中激活，并勾选 Module Computation 复选项，如图 3.191 所示。
在该选项激活的状态下，系统会对所有用 Clip 选择的体网格进行模数计算，并在消息窗口
在该选项激活的状态下，系统会对所有用 Clip 选择的体网格进行模数计算，并在消息窗口