Gambit网格划分(体)

体网格划分1体网格划分命令（VolumeMeshingCommands）在Mesh/Volume子面板中有（subpad）以下命令符号命令描述MeshVolumes为体划分网格在体内创建网格节点SmoothVolumeMeshesSmooth体网格调整体网格节点位置以改善节点间距的均匀性SetVolumeElementType设置体元素类型指定用于整个模型的体网格元素类型LinkVolumeMeshesUnlinkVolumeMeshes连接体网格/打断体网格创建或删除体之间的网格硬连接（meshhardlink）ModifyMeshedGeometry修改meshed几何体将网格边转换为拓扑边SummarizeVolumeMeshCheckVolumeMeshes梗概体网格/检查体网格在图形窗口中显示网格信息，显示三维网格的质量信息DeleteVolumeMeshes删除体网格删除体上存在的网格节点下文描述了以上列出的各命令的功能和操作Gambit网格划分11.1为体划分网格（MeshVolumes）MeshVolumes命令允许你为一个或多个体创建网格。当你为一个体划分网格时，GAMBIT会根据当前设定的参数在整个体中创建网格节点。要mesh一个体，需要设定以下参数•待划分网格的体•网格划分方案（Meshingscheme）•网格节点间距（Meshnodespacing）•网格划分选项（Meshingoptions）指定体（SpecifyingtheVolume）GAMBIT允许你在网格划分操作中指定任何体，但是，何种网格划分方案（meshingscheme）能应用于这个体，则决定于体的拓扑特性、形状，以及体的面上的顶点的类型。指定网格划分方案（SpecifyingtheMeshingScheme）指定网格划分方案需要设定以下两个参数•元素（Elements）•类型（Type）Elements参数用于定义（应用于该体的）体网格元素的形状；Type参数定义网格划分算法，因此也决定了体中所有网格元素的模式。下文将介绍上面列出的参数的功能，以及它们对体网格产生的效果。指定方案元素（SpecifyingSchemeElements）GAMBIT允许你指定下表列出的任何一个体网格Elements（元素）选项选项描述Hex（六面体）指定体网格元素仅包括六面体网格元素Hex/Wedge六面体/契形指定网格主要由六面体网格元素组成，但在适当的地方为契形网格元素Gambit网格划分2Tet/Hybrid四面体/混合指定体网格主要由四面体网格元素组成，但在适当的地方也会有六面体、金字塔形和契形网格元素以上列出的每个Elements选项都有一套特定的Type（类型）选项（一个或多个）相对应（见下）指定方案类型（SpecifyingSchemeType）GAMBIT提供以下体网格划分的Type选项选项描述Map（规则网格）创建规则的六面体网格元素的结构网格Submap（子规则网格）将一个无法用Map方法创建网格的体拆分成几个可用Map划分网格的区域，并在每个区域中创建六面体网格元素的结构网格（即用Map方法划分每个区域）TetPrimitive将一个逻辑四面体（four-sidevolume）划分成四个六面体区域，并用map方法在每个区域中划分网格Cooper库勃根据“源”面上定义的网格节点模式扫过整个体而创建网格Tet/Hybrid指定网格主要由四面体网格元素组成，但在适当的地方可能包括六面体、金字塔形和契形网格元素。Stairstep创建规则六面体网格和一个对应的有小面的体，体和原来体的形状大致相似。正如上文提到的，每个Elements选项都有一套特定的Type（类型）选项（一个或多个）相对应。下表示出了体网格划分时Elements选项和Type（类型）选项之间的对应关系（注意：标记有“X”符号并有阴影的单元格表示元素和类型之间有对应关系）。Gambit网格划分3对任何给定的体积，每一套可用的元素与类型间的对应关系都有其特有的网格节点模式。而且，每个对应关系还都对应着一套规则，以控制可应用于体的类型。下面部分就将讲述上面列出的各对应关系所包含的网格节点模式和规则。注1、以上列出的Type选项中，仅有Cooper选项有超过一个的Elements选项与之对应。因此，在下文中，体网格划分方案类型仅以他们对应的Type名称来区别，例如，TetPrimitive。注2、当你在“MeshVolumes”表格中指定一个体时，GAMBIT将自动根据体的形状、拓扑性质和顶点类型对该体进行评估，并且对“Scheme”选项按钮进行设置，给出一个推荐的体网格划分模式。当你选择多个体进行网格划分时，Scheme推荐的网格划分模式适用于选择的多数面。你可以强行设置一个网格划分模式（Scheme），因而可以改变任何推荐的网格划分模式，这通过（设置）MeshVolumes表上的SchemeOptions按钮可以做到。当强制采用某种网格划分方案（scheme）时，GAMBIT会将所选的方案应用到当前所选的体。注3、以上列出的一些网格划分方案创建的体网格节点不能够应用于一些求解器，虽然这些求解器可在GAMBITSolvers菜单中选中。下表示出了GAMBITSolvers菜单中可选的求解器与上表中列出的网格划分方案之间有效的对应关系（注意：FLUENT4求解器要求结构网格，NEKTON求解器要求六面体网格元素）Gambit网格划分4Map网格划分机理（MapMeshingScheme）当你对一个体采用Map网格划分机理时，GAMBIT将将体划分成由六面体组成的网格阵列，如图3－51所示。Gambit网格划分5图3－51：Map体网格划分机理—六面体网格元素阵列每个网格元素包括至少8个节点，这些节点位于网格元素的角点上。如果你指定一个可选的网格节点模式，GAMBIT将在每个网格元素上创建20或27个节点（见下文中SetVolumeElementType,部分）普适性（GeneralApplicability）Map网格划分机理仅能应用于那些可被划分为逻辑立方体网格的体。要表示一个逻辑立方体，一个体网格必须满足以下普遍要求。1、网格体上必须有且仅有8个只与三个网格元素的面连接的网格节点（这8个网格节点组成了该逻辑立方体的8个角点）2、每个作为角点的网格节点必须通过直的网格边与其它三个作为角点的网格节点连接，也就是说，所有的一连串网格边是属于网格节点的一个逻辑行。根据上述规则，用Map规则划分的网格的最基本形式是规则的长方体，如上图中3－51所示。对于这样一个体，位于立方体顶点上的网格节点组成了立方体网格的角点。尽管体是否可用Map方法划分网格（volumemapability）的严格的规则已经很好地通过网格自身表达了出来，还是应该通过描述给定体的普遍几何构造来描述一下volumemapability。尤其的，volumemapability规则可陈述如下：为了能采用Map方法，一个体应当包含六个逻辑面（sixsides），每个side如果经过正确的顶点设定，都应该能用Map方法进行（面）网格划分。（以上规则的例外可见下文中的MappingVolumeswithLessThanSixFaces,）注意：体上的每个逻辑面（side）都可能包含超过一个的面（face）Gambit网格划分6作为上述的普遍规则的一个例子，考虑如图3-52所示的各种几何体图3－52：Map体网格划分机理—几何体实例上图所示的各几何形体中，仅有图3－52（a）所示的长方体可用map格式进行划分而不经过任何特殊设定。但是，可以通过设定顶点类型和虚拟几何体操作的方法将其它几何形体转换成可用Map方法划分网格的几何体。将体转换成Mappable的实体（TransformingVolumesIntoMappableForms）正如上文所指出的，图3－52所示的（b）、（c）、（d）几何体不经过变换就无法采用map方法，可以每个几何体都可通过设定顶点类型或虚拟几何体操作的方法进行变换，从而可用map方法。明确的说，以上每个体需要采取的变换方法如下表所示Figure3-52ShapeOperation(b)五角形棱柱设定顶点(c)圆柱体虚拟的边拆分(d)去掉一角的立方体虚拟的面收缩Gambit网格划分7五角形棱柱——顶点设定（PentagonalPrism-SpecifyingVertexTypes）要将图3－52（b）所示的五角形棱柱变换为可用map方法进行网格划分的体，你必须要指定顶点类型，以使得顶和底的面可以采用map方法进行面网格划分。要达到此目的，你必须将顶面和底面上五个顶点中的一个分别设为Side（侧边）类型顶点，而其它四个设为End类型（见图3－53（a））图3－53：可用map方法进行网格划分的五边形棱柱图3－53（b）示出了采用顶点设定方法后对该五边形棱柱采用map方法划分后的网格。要注意图（b）所示的面（face）A和面B组成了逻辑网格立方体的一个side（逻辑面），而C面则是上述side的对面的side。当你通过顶点类型设定方法将一个棱柱转化为可用map方法划分的体时，你必须保证顶面和底面的设置为Side类型的顶点的连接线为棱柱的一条垂直边。例如，如果你将棱柱的顶点设置为如图3－54所示，GAMBIT将不能对该棱柱进行map方案网格划分，因为此时的体无法代表一个逻辑的网格立方体。Gambit网格划分8图3－54：无法采用map方法的五角形棱柱圆柱体的边拆分及其面（Cylinder-SplittingEdgesandFaces）图3－52（c）所示的圆柱体若不经过变换将无法采用map方法进行网格划分，但该圆柱体可通过虚拟的边拆分和面拆分操作转化成mappable的几何体（关于虚拟边拆分和面拆分操作的方法描述，见该帮助的附件Appendix）。如果你将柱体顶面和底面的圆环边进行拆分（拆成四个圆弧），并用得到的8个顶点（顶面和地面各4各）将柱体的柱面拆分成四个单独的面，顶面和地面就可用map方法进行面网格划分（见图3－55（a）），此时圆柱体的拓扑特性和图3－52（a）所示的长方体相同。作为结果，该圆柱体可用map方法进行体网格划分，生成的体网格如图3－55（b）所示。图3－55：可用map方法的圆柱体砍去一角的立方体－收缩一个面（ClippedCube-CollapsingaFace）Gambit网格划分9图3－52（d）所示的砍去一角的立方体若不经过变换将无法采用map方法，但该几何体可通过虚拟的面收缩操作转化成mappable的几何体（关于虚拟面收缩操作的方法描述，见该帮助的附件Appendix）。当你将该几何体的三角面和与其相邻的三个面进行面收缩操作时，GAMBIT将创建虚拟的体，如图3－56（a）所示。图3－56：缺少一角的mappable“立方体”图3－56（a）所示的几何体的拓扑特性和图3－52（a）所示的立方体相同，如果所有顶点的类型都为End类型，该几何体就成了一个逻辑的立方体，因而可以采用map体网格划分方案进行网格划分（见图3－56（b））。对少于六个面的几何体采用map方法（MappingVolumeswithLessThanSixFaces）Map方法的一个普遍规则是该方法仅能应用于等于或多余六个面的几何体。然而通过变换，也可以对少于六个面的几何体采用map方法进行网格划分。作为一个这种变换的例子，考虑如图3－57（a）所示的长条形的体，该几何体由四个面组成，若不经过变换则无法采用map方法。图3－57：可采用map方法的有四个面的体Gambit网格划分10你可以通过对每个曲边采用虚拟拆分操作的方法，并通过如下的顶点设置，将图3－57所示的长条形几何体转化为mappable的几何体。•对所有面，顶点a,b,c,和d都为End类型顶点•对于曲面，顶点e,f,g,和h为Side类型顶点，但对于长条形顶面和底面为End类型顶点图3－57（c）示出了最终的网格划分。Sub