六面体网格总是优于四面体网格吗?

许多老的教科书会说六面体(四边形)网格要比四面体(三角形)网格更好,并且会告诉你使用四面体或三角形网格会产生多么大的数值误差。特别是在15或20年前,这可能是事实。

历史上,人们更喜欢六面体网格,因为在当时只有结构网格可以用于大多数CFD求解器减少网格数量,节省大量的内存和CPU时间,当时非结构网格求解器技术不成熟

随着求解器技术的发展,对于大多数问题,大多数商业FEA及CFD程序采用四面体网格也能得到六面体网格类似的计算结果。当然,四面体网格通常需要更多的计算资源,但是这也很容易地被在网格生成环节所节省的时间相抵消。对于大多数工程问题,六面体网格的精度优势实际上已经不再存在了。

对于一些特殊的应用,如风力透平,泵或飞机翼型,仍然优先使用六面体网格。原因在于:

  • 行业惯例

  • 被理解透彻的物理背景(大多数使用者都知道如何对齐网格)

对于此类几何,有特殊的工具为其生成六面体网格

然而对于大多数FEA及CFD使用者来说,如果几何表面稍微复杂,在六面体网格生成上花费时间是一种浪费。大多数情况下,计算结果并不会更好。而求解计算节省的时间甚至还不如网格生成花费的时间。

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