Gambit体网格划分

本文由wyxpuma提供，不足之处欢迎指正 Email：wuyx02@mails.tsinghua.edu.cn本文仅作参考及学术讨论，拒绝一切商业行为Gambit网格划分Gambit网格划分第四节体网格划分4.4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4.4.1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 Tet/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（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）。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）Map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。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）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 Figure3-52 Shape Operation (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。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）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。Submap网格划分方案（SubmapMeshingScheme）当你对某个体采用Submap网格划分方案时，GAMBIT会将几何体划分为几个逻辑网格立方体区域，并对每个区域采用map方法进行网格划分。普适性（GeneralApplicability）为了能用submap方法，几何体必须同时满足以下两个规则·每个面可用map或submap方法进行面网格划分·相对的submappable的面，其顶点类型必须是对应一致的下文将详细解释上述两个规则面的可用map或submap方法进行面网格划分（FaceMappabilityandSubmappability）为了能使GAMBIT对某个体采用submap网格划分机理，作为体边界的每个面必须能用map或submap方法进行面网格划分。图3－58示出了四个体，有三个符合以上规则。图3－58（a）、（b）、（c）所示的几何形体是可用submap方法的，因为每个体的面自身都是mapable的。图3－58（d）所示的体则不是mapable的，因为体的突起圆柱面的顶端的圆面无法采用map或submap方法进行网格划分。图3－58Submap网格划分方案——submappability规则相对的面的顶点类型（Opposing-FaceVertexTypes）以上所述的面的mappability/submappability规则是体的submappability的一个必要条件，但并不全面。例如，有可能一个体上所有的面都可用map或submap方法进行面网格划分，但这个体仍无法用submap方法进行体网格划分。要对一个体采用submap方法，必须保证体的相对的面上的顶点类型有合适的设置，一时相对面的网格划分有类似的形状。下面举一例来解释这个要求，考虑如图3－59所示的体，该体是一个L形状的方柱体，其中外拐角处被切下去了一块。L形体的顶面和地面通过不同的顶点设置，可以采用不同的submap方法进行面网格划分。图3－59表示出了不同顶点类型设置时，submap网格划分出的不同情况。图3－59（a）和（b）所示的面网格划分形式可以采用submap进行体网格划分，因为这两个图中形体的顶面和底面（相对的面）的顶点类型设定和网格划分样式都是一致的。相反，GAMBIT无法对图3－59（c）所示的顶面和底面网格划分类型采用submap方法进行体网格划分，因为图示的相对的面的面网格划分模式是不一致的。图3－59Submap体网格划分方案TetPrimitive网格划分方案（TetPrimitiveMeshingScheme）TetPrimitive体网格划分方案仅能应用于成为逻辑四面体的几何体。要成为一个逻辑四面体，该几何体必须包括且仅包括四个逻辑面，每个逻辑面都是一个逻辑三角形。注意：逻辑四面体的任何一个逻辑面都可能包含一个或多个面）。当你采用TetPrimitive方法时，GAMBIT将在四面体的每一个面上创建TriPrimitive格式的面网格，然后再将该逻辑四面体分为四个六面体区域，并在每一个六面体区域内创建map形体网格。作为一个TetPrimitive方法划分网格的例子，考虑图3－60（a）所示的四面体。如果你对该四面体采用了TetPrimitive方法，GAMBIT将在每一个面上创建TriPrimitive面网格，如图3－60（b）所示，然后再将该四面体划分为四个区域，对每个区域都用六面体网格进行划分，图3－60（c）示出了最终网格的切面视图。图3－60TetPrimitive体网格划分机理库勃网格划分方案（CooperMeshingScheme）当你采用Cooper方法对一个体进行网格划分时，GAMBIT会将几何体视为一个或多个逻辑的圆柱体，每个圆柱体都包括顶面、底面（twoendcaps）和一个环面（barrel）（见图3－61）。作为圆柱体顶面和底面的两个面被称为sourcefaces（源面），环面则被称为non－sourcefaces（非源面）。（关于Cooper网格划分方案中对于面的指定的限制，见下文"FaceCharacteristics,"章节）图3－61：Cooper网格划分方案－逻辑圆柱体Cooper网格划分机理包括以下操作 Step步骤 Operation操作 1 在每个non-source（非源面）上创建map和/或submap网格 2 在源面之间互相关联映射 3 对源面进行网格划分 4 在整个体中投影（project）源面的网格节点模式下面举一例说明上述步骤的执行过程。考虑如图3－62所示的几何体，该几何体由一个柱体、圆柱体和一个三棱柱组成。如果你打算对图3－62所示的几何形状采用cooper方法，GAMBIT将进行以下操作（见图3－63）图3－62Cooper网格划分方案－几何体实例 Step步骤 Operation操作 1 对non-source面进行网格划分(见Figure3-63(a)). 2 源面见相互关联映射(见Figure3-63(b)).(注意:区域A'和B'分别代表与面A和B的关联映射) 3 对各源面进行网格划分(见Figure3-63(c)). 4 将源面网格节点模式投影到整个体(见Figure3-63(d)).图3－63Cooper网格划分方案－体实例普适性（GeneralApplicability）一般来说，Cooper方法能够应用于体现以下特性之一的体·至少由一个面即无法用map方法，也无法用submap方法进行面网格划分。·所有的面都可用map或submap方法，但设置的顶点类型使得几何体无法被分割成采用map方法划分网格的子几何形体体。(见上文的"SubmapMeshingScheme:Opposing-FaceVertexTypes,").组成逻辑圆柱体顶面和底面（sourcefaces）的面，应当是满足以上条件之一的逻辑上平行的面。注意：上文介绍的Submap体网格划分机理可看成是一个特殊的Cooper网格划分方法的类型。如果一个几何体既可以采用Submap方法也可以采用Cooper方法进行体网格划分，那么一般都会采用Submap方法。面特性（FaceCharacteristics）可采用Cooper体网格划分方法的几何体应当满足以下限制条件1、所有的non-source面必须可用map或submap方法划分。2、需要关联网格映射的源面必须是没有进行过网格划分的3、源面不能包含双重封闭的环（见下文的“注意”）4、进行过连接的源面必须保证该连接不会干扰Cooper网格划分（关于面连接的介绍，详见"LinkFaceMeshes"，3.3.6节）图3－64示出的四个几何体说明了以上限制的应用图3－64不能用Cooper方法的几何体图3－64各几何体无法采用Cooper方法，他们违反了上述的限制，其违反的限制列表如下。 Volume体 Criterion Reason原因 Figure (1) 无法对于逻辑圆柱体环面（即非源面）采用map方法3-64(a) 划分网格Figure(2)GAMBIT无法将面B和C关联映射到面A上，因为3-64(b)面A上有一个已划分好的网格。Figure (3) 逻辑圆柱体的顶面和底面各包含一个多余的闭环。（见3-64(c) 下文的NOTE).Figure (4) 面A和面B连接，因此GAMBIT无法将面A关联映3-64(d) 射到面B，因为这种关联映射将违反网格关联的操作。注意：要想对图3－64（c）中所示的几何体采用Cooper方法进行体网格划分，你必须分别将顶面和底面的矩形面进行拆分，如图3－65所示。图3－65可采用Cooper方法的（顶面和底面）有内环的体指定源面（SpecifyingSourceFaces）当你对某个几何体采用了Cooper方法时，你必须指定源面，以作为逻辑矩形的顶面和底面。源面也定义了圆柱体的轴向方向，对某个几何体，可能存在超过一套的源面，对于这样的几何体，网格的最终形式部分地取决于源面的选择。注意：当你对某几何体采用Cooper方法时，GAMBIT自动将有可能称为源面的面确定为源面，要自行指定源面，可在MeshVolumes面板上自己指定一套源面举个例子来说明源面选择对网格的影响，考虑如图3－66所示的环形体。该体包含四个面，顶端面A和面B，以及内外的柱面C和D。图3－66环形体如果你采用Cooper方法对该体进行网格划分，并将面A和和面B指定为源面，GAMBIT将采用map方法对内外柱面进行网格划分，而对顶端面A和B采用Pave方法进行网格划分，那么就会将paved网格沿着圆环柱体进行网格节点映射，最终产生的网格见图3－67（a）。图3－67采用Cooper方法对圆环柱体进行网格划分，顶端面作为源面如果你将面C和面D定义为源面，GAMBIT将对内、外柱面采用Pave方法，然后将paved网格采用辐射的方式扫过整个几何体。这种方法生成的网格见图3－67（b）所示。注1：在上面给出的例子中，内、外柱面形状是规则的，因此柱面上采用pave划分的网格和map方法划分的网格，其节点模式是相同的。注2：在Cooper方法中，对于组成源面的面，其面网格划分方案是不受限制的。例如，如果你在采用Cooper方法时，对源面采用Tri-Pave网格划分方案，GAMBIT将在网格体中创建契形体网格元素。TGrid网格划分方案（TGridMeshingScheme）当你对一个体采用TGrid网格划分方案时，GAMBIT创建的网格元素主要是四面体网格元素，但也可能包含其它形状的网格元素。如果你在使用TGrid方法之前，对几何体上的一个或多个面采用了Quad或Quad/Tri方法进行面网格划分。GAMBIT将在先前划分过网格的面的附近适当地创建六面体、金字塔形或契形网格元素。TGrid网格算法可概况为以下步骤： Step步骤 Description描述 1对所有没划分网格的面采用Tri-Pave方法进行面网格划分2如果边界层是附在几何体任何一个面上的，在靠近边界层和包含四边形或三角形面网格元素的区域分别产生相对应的六面体或棱柱体网格3如果在几何体的面上（或附在面上的边界层顶端）有任何四边形面网格元素，产生金字塔形体网格元素，作为从相关连的六面体/四边形元素向占据几何体中主要部分的四面体元素过渡。4在几何体的剩余区域创建四面体网格元素。下面举例说明面上网格对TGrid方法的影响，考虑如图3－68所示的矩形砖体（长方体），图3－68（a）示出了在没有对几何体中任何一个面进行网格划分或者进行面网格划分的面均采用Tri-Pave方案的情况下，几何体中产生的四面体网格的一般形状。如果你在采用TGrid网格划分方法前，在其中一个面上创建了Quad-Map方法的网格（见图3－68（b）），GAMBIT将在接近该面的区域创建一个金字塔形网格阵列，并在剩余的区域创建四面体网格元素。注1：采用TGrid方法对某几何体创建网格时，对该几何体的面或边的网格划分没有限制。注2：你可以通过设定GAMBIT默认方案来控制四面体网格的精细度（refinemen）。默认方案（programdefault）还允许你控制棱柱边界层元素的几个方面。关于使用GAMBIT默认方案使用的描述，详见GAMBITUser'sGuide。注3：一般来说，在对任何几何体采用TGrid方法时，最好避免在边界产生纵横比大于5的四边形网格。因为具有高的纵横比的网格会产生高度偏斜的金字塔网格元素。其结果是，TGrid网格划分方法会失效，或者产生低质量的网格注4：如果你对某几何形体采用TGrid方法时使用了边界层，最好将边界层附在面上，而不要仅附在边界边上。如果你不这样做，TGrid方法将在侧边（sideface）上创建金字塔网格元素，而不是在面上创建，则该面上的附近区域就不包含作为边界层的过渡元素的金字塔形网格。图3－68TGrid网格划分方案阶梯型网格划分方案（StairstepMeshingScheme）阶梯型Stairstep网格划分方案会创建一个有小面的体，并对其进行网格划分。该体的形状和待划分网格的几何体的形状大致相同。GAMBIT并不对原先的体进行网格划分，同时创建的有小面的体也不和任何存在的体连接，包括那些原始体被连接的几何体。下面举例说明Stairstep网格划分方案的效果，考虑如图3－69所示的几何体（volume.1）。该几何体是一个椭圆形柱体，椭圆长轴为5个单位、短轴3个单位，圆柱体高10个单位。图3－69Stairstep网格划分方案－原来的几何体为一个椭圆形柱体如果你采用Stairstep方法对图3－69中所示的椭圆形柱体进行网格划分，（overallintervalsize）平均网格大小为1，GAMBIT将创建如图3－70所示的有小面的体，并对其进行网格划分(f_volume.2)。注意，该体的形状与原来的椭圆形柱体的形状大致是相同的，并且所有的网格元素都是大小为1的正方六面体。图3－70Stairstep网格划分方案－创建的有小面的体使用模板网格体（UsingaTemplateMeshVolume）在上述的一般Stairstep网格划分方案中，被创建的网格均由正方六面体网格元素组成，要改变其大小，可通过改变用户定义的默认设置或任何在要划分网格的体上的边或面上已存在网格的大小来实现。但是，也可以采用模板网格体作为初始的表层网格（overlaygrid）来开始Stairstep网格划分步骤。某些情况下，在Stairstep划分中使用模板网格可大大提高网格密度和网格元素的质量。要应用模板网格体，你必须创建一个完全包围了待用Stairstep方法划分网格的体的几何体，并对该几何体进行网格划分，你可以对模板网格体采用任何可用的体网格划分方案，例如Cooper或Map方法，但模板网格必须由8网格节点的六面体网格元素组成，并且不能包含悬挂的节点（hangingnodes）。GAMBIT会将模板网格体的网格作为Stairstep方案的初始网格。加密Stairstep网格（StairstepMeshRefinement）Overview（概述）如果你对某个体采用了Stairstep网格划分方案，并且该体上有的面或边已经有了网格间隔大小的初始信息（例如对该边或面进行过网格划分），则GAMBIT将在这样的边或面上进行网格加密。如果某边上的初始网格间距是小于（采用stairstep方法的）整体网格长度，GAMBIT将在非常接近该边的区域采用小的立方六面体网格元素，并在比较接近该边的区域创建过渡的网格元素。例如，如果你在图3－69所示的椭圆柱体的前椭圆面指定初始网格大小为0.5，并采用Stairstep方法对该体进行网格划分，网格初始尺寸为1。则GAMBIT创建的小面组成的、划分的网格体如图3－71所示。加密选项（RefinementOptions）在Stairstep网格划分方案中，GAMBIT提供三种不同的加密选项。一个选项允许存在悬挂的节点，如图3－71所示。其它两个选项不允许存在悬挂的节点，而是或者沿着坐标轴方向传过体直至到达体的边界，或者直接传过整个体来进行网格加密。图3－71Stairstep网格划分方案－有过渡区域的小面组成的体你可以通过控制GAMBIT的默认变量STAIRSTEP_MESH_TYPE来控制Stairstep网格加密算法。要改变STAIRSTEP_MESH_TYPE的默认变量有以下步骤：1.打开EditDefaults面板2.进入MESH默认定义子面板3.选择GOCARTS选项4.选择并且改变STAIRSTEP_MESH_TYPE默认变量.（关于使用EditDefaults面板的详细说明，见GAMBITUser'sGuide的Chapter4）STAIRSTEP_MESH_TYPE默认变量的值对Stairstep方法网加密的影响有以下几方面： Value值 Description描述 0允许在网格加密区存在悬挂网格节点1通过在从坐标轴到体边界的方向上衍生加密网格的进行，不允许悬挂节点。2通过在整个体内衍生加密网格的办法进行，不允许悬挂节点。下面举例来说明STAIRSTEP_MESH_TYPE默认变量的值对Stairstep方法的影响。考虑如图3－72所示的几何体，该几何体为一个被部分球体切去一角的立方体，立方体的每个边的长度为10单位长度，球体半径为4单位长度。图3－72Stairstep网格划分机理－切去一角的立方体图3－73示出了STAIRSTEP_MESH_TYPE默认变量的值对Stairstep方法产生的最终网格结果的影响。在每种情况下（即变量值不同的情况下），直边和曲边的网格划分间隔长度分别为1和0.25。图3－73STAIRSTEP_MESH_TYPE默认变量的影响普适性（GeneralApplicability）Stairstep网格划分适用于任何几何体。设定体网格划分选项（SpecifyingVolumeMeshingOptions）GAMBIT在MeshVolumes面板上包括以下主要选项·网格（Mesh）·删除旧网格（Removeoldmesh）·忽略尺寸函数（Ignoresizefunctions）网格选项（MeshOption）如果你选择网格选项，GAMBIT将根据MeshVolumes面板上当前设定的参数对选中的体进行网格划分。如果你应用（Apply）了网格划分的设定参数而没有选Mesh选项，GAMBIT将把设定的参数应用到选中的体上，但并不对其进行网格划分。删除旧网格选项（RemoveoldmeshOption）如果你选择了Removeoldmeshoption选项，GAMBIT将把目前选中的体上存在的网格全部删除。如果你采用Removeoldmeshoption选项删除网格，GAMBIT将激活Removelowermesh选项，该选项允许你决定是否删除面上或边上已划分的网格。如果你选中了Removelowermeshoption选项，GAMBIT将在删除体网格的同时删除面或边上的网格。反之，GAMBIT将在删除体网格的同时保留面上或边上划分的网格。忽略尺寸函数选项（IgnoresizefunctionsOption）如果你选择了Ignoresizefunctions选项，GAMBIT将忽略任何存在的尺寸函数，这些尺寸函数有可能对网格划分产生影响。使用MeshVolumes（划分体网格）面板（UsingtheMeshVolumesForm）可点击Mesh/Volume子控制面板上的Mesh命令按钮打开MeshVolumes面板（见下）。 Value值 指定网格节点间距参数的数值 1、Intervalsize2、Intervalcount3、Shortestedge(%) 指定网格间距参数的度量单位specifiesthemeasurementunitforthemeshnodespacingparameters.1：节点间距的值2：网格的总数3、最短边所占百分比 Options选项 ------------------------- Mesh网格 表示在指定的体中创建新网格 Removeoldmesh删除旧网格 指定删除选中的体内任何现有的（体）网格，并对该体重新依据MeshVolumes面板中的参数设定进行网格划分。 Lowerunusedmesh低等不用的网格 指定在删除选中的体的体网格时，也同时删除所有指定体上的低等的拓扑网格（面网格和边网格），除非这些网格和其它的网格划分拓扑相关 Ignoresizefunctions忽略尺寸函数 指定GAMBIT将忽略任何现有的尺寸函数设定，否则这些函数将对体网格划分产生影响。4.4.2平滑体网格（SmoothVolumeMeshes）SmoothVolumeMeshes命令允许你对一个或多个体上的网格节点间距进行smooth。当你smooth一个体上的网格，GAMBIT将自动调整网格内节点的位置，以改善贯穿网格的节点之间距离的均匀性。要smooth一个体网格，你必须进行以下参数设定·要smooth的几何体·smoothing方案指定Smoothing方案（SpecifyingtheSmoothingScheme）下表列出了每种方案的基本特性 Algorithm算法方案 Features特性 Length-weightedLaplacian拉普拉斯长度权重 使用包围每个节点的元素的边的平均长度 Equipotential等体积 调整网格位置，以使得包围每个节点的网格元素的体积相等。使用Smooth体网格面板（UsingtheSmoothVolumeMeshesForm）可点击Mesh/Volume子控制面板上的SmoothMesh命令按钮打开SmoothVolumeMeshes面板（见下）。SmoothVolumeMeshes面板包含以下选项及设定 Volumes体 指定要smooth的网格所在的面 Scheme方案 ------------------------- L-WLaplacianEquipotential 指定网格smoothing算法(要了解各算法的大致介绍，见上文的"SpecifyingtheSmoothingScheme,") SmoothEdges平滑边 表明对位于体的所有边上的网格节点也进行smooth调整。 SmoothFaces平滑面 表明对位于体的所有面上的网格节点也进行smooth调整。4.4.3设置体网格元素类型（SetVolumeElementType）SetVolumeElementType命令允许你指定和任何四个可用的网格元素形状相关的网格节点数及节点模式。要设置体网格元素类型，你必须指定和每个体网格元素相关的节点的数目。在GAMBIT中主要有四中不同形状的体网格元素。·六面体Hexahedron·契形Wedge·四面体Tetrahedron·金字塔性Pyramid每中体网格元素都关联着不超过5种的网格节点模式。每种节点模式的特性都由模式中的节点的数目表征。每种网格元素所关联的网格节点模式如下： Shape形状 NumbersofNodes节点数 Hexahedron六面体 8,20,27 Wedge契形 6,15,18 Tetrahedron四面体 4,10 Pyramid金字塔形 5,13,14当你选择了一种体网格元素，GAMBIT会将指定的对应的节点模式应用于所有的这种网格元素中。例如，倘若你为契形网格指定了18节点模式，GAMBIT在接下来的网格划分过程中，会将该模式应用于所有的契形网格。图3－74、3－75、3－76和图3－77分别示出了与每种网格元素对应的网格节点模式的布置。图3－74六面体网格元素的节点模式图3－75契形网格元素的节点模式图3－76四面体网格元素的节点模式图3－77金字塔形网格元素的节点模式使用设置体元素类型面板（UsingtheSetVolumeElementTypeForm）可点击Mesh/Volume子控制面板上的SetVolumeElementType命令按钮打开SetVolumeElementType面板（见下）。SetVolumeElementType面板包含以下设定 Hexahedron六面体 指定六面体元素类型：8节点、20节点、27节点 Wedge契形 指定契形元素类型：6节点、15节点、18节点 Tetrahedron四面体 指定四面体元素类型：4节点或10节点 Pyramid金字塔 指定金字塔形元素类型：5节点、13节点、14节点4.4.4连接/打断体网格（Link/UnlinkVolumeMeshes）Link/UnlinkVolumeMeshes命令允许你进行以下操作 Symbol符号 Command命令 Description描述 LinkVolumeMeshes 在体之间建立硬连接UnlinkVolumeMeshes删除体间的硬连接下文描述了要执行上表中命令所需的步骤和设定。连接体网格（LinkVolumeMeshes）LinkVolumeMeshes命令允许你在面之间创建硬连接。当你对一个体进行网格划分，而这个体与另一个体是连接的，GAMBIT会将相同的网格参数设置及操作应用到两个体上。被连接的体需要满足以下条件：·两个体之间必须在拓扑结构上相同·在执行LinkVolumeMeshes命令之前，必须先对体之间对应的面创建硬连接下面举例说明上面的第二个条件。考虑如图3－78所示的两个圆柱体，这两个柱体的拓扑结构完全相同，几何特征上所不同的只是他们横截面的大小。图3－78建立硬连接的体的例子要做两个体之间创建硬连接，你必须首先在面1和面4、面2和面5、面3和面6之间建立硬连接（关于在面之间创建硬连接的描述，见3.3.6的"LinkFaceMeshes,"章节）使用连接体网格面板（UsingtheLinkVolumeMeshesForm）可点击Mesh/Volume子控制面板上的Link命令按钮打开LinkVolumeMeshes面板（见下）。LinkVolumeMeshes面板包含以下设定 Volume体 指定要建立硬连接的第一个面 LinkWith连接到 ------------------------- Volume体 指定要建立硬连接的第二个面打断体网格连接（UnlinkVolumeMeshes）UnlinkVolumeMeshes命令允许你删除两个面之间已建立的连接。要删除连接，你必须同时指定与连接关联的两个面。使用打断体网格面板（UsingtheUnlinkVolumeMeshesForm）可点击Mesh/Volume子控制面板上的Unlink命令按钮打开UnlinkVolumeMeshes面板（见下）。UnlinkVolumeMeshes面板包含以下设定 Volumes体 指定与要打断连接相关的体 Lowertopology低拓扑（连接） 指定与体的硬连接相关的任何面或边的硬连接是否同体的硬连接一起被删除。4.4.5编辑已划分过网格的几何体（ModifyMeshedGeometry）ModifyMeshedGeometry命令允许你把外部的网格边转化为拓扑边。当你将一个网格边转化为拓扑边时，GAMBIT会创建一个实的直边，其端点的位置与位于网格边端点上的网格节点的位置相同。关于对创建一个转换列表（conversionlist）的步骤和设定的描述，见3.3.7节中的"ModifyMeshedGeometry,"章节。使用边界已划分过网格的几何体面板（UsingtheModifyMeshedGeometryForm）可点击Mesh/Volume子控制面板上的ModifyMeshedGeometry命令按钮打开ModifyMeshedGeometry面板（见下）。关于对在使用ModifyMeshedGeometry面板过程中所需进行的设定和操作的描述，详见4.3.7节中的"UsingtheModifyMeshedGeometryForm,"部分4.4.6概述体网格/检查体网格（SummarizeVolumeMesh/CheckVolumeMeshes）SummarizeVolumeMesh/CheckVolumeMeshes命令按钮可允许你进行以下操作 Symbol符号 Command命令 Description描述 SummarizeVolumeMesh 在Transcript（文本）窗口中概述体网格的基本信息 CheckVolumeMeshes 在Transcript（文本）窗口中显示三维网格质量信息。下文描述了要执行上表中命令所需的步骤和设定。概述体网格（SummarizeVolumeMesh）SummarizeVolumeMesh命令将在Transcript窗口中显示关于体网格元素的大致信息。使用概述体网格面板（UsingtheSummarizeVolumeMeshForm）可点击Mesh/Volume子控制面板上的Summarize命令按钮打开SummarizeVolumeMesh面板（见下）。关于使用SummarizeVolumeMesh面板的概述，见Section3.3.8,节检查体网格（CheckVolumeMeshes）CheckVolumeMeshes命令会显示关于三维网格质量的数据，当你执行CheckVolumeMeshes命令时，GAMBIT会在Transcript（文本）窗口中显示如下条目·一个表格，该表格概述了关于所有在CheckVolumeMeshes面板上指定的体的网格质量的统计信息。·一个简单的陈述，改陈述说明了所有的反向网格元素数目，以及包含反向网格元素的被指定的面。表格式的三维网格质量（报告）（Tabular3-DMeshQuality）CheckVolumeMeshes的表格式输出表示了应用目前默认的三维质量评价算法（3-Dmetric）得出的网格元素的质量的值的统计分布。表3.2为该输出的一个例子，其值的体网格评估是根据EquiAngleSkew（等角偏斜）质量评价算法得出的。表3.2表示的输出数据代表一个网格质量（分布）柱状图，当你在DisplayType中选择“范围”选项时，这个柱状图会在ExamineMesh面板上显示出来。（见GAMBITUser'sGuide的Section3.4.2）。表3.2:CheckVolumeMeshes表格式输出的例子FromvalueTovalueCountinrange%oftotalcount(1463)范围下限范围上限范围内的网格数占总网格数的百分比-----------------------------------------------------------------00.128619.550.10.267145.860.20.334123.310.30.4886.020.40.5664.510.50.6110.750.60.700.000.70.800.000.80.900.000.9100.00-----------------------------------------------------------------011463100.00除了表3.2中所示的输出外，CheckVolumeMeshes命令还将显示选中的这组体的网格元素质量的最小值和最大值。例如：（测量最小值）Measuredminimumvalue:0.0274079（测量最大值）Measuredmaximumvalue:0.553874在GAMBIT的其它操作中，元素质量的最小值和最大值是无法显示的（不可用的）。指定质量评价算法（SpecifyingtheQualityMetric）如上所述，CheckVolumeMeshes命令是根据目前默认的三维网格元素质量评价算法进行元素评估的。要在CheckVolumeMeshes命令中改变应用于元素评估的质量评价算法，你必须在EditDefaults面板中改变默认质量评价算法。要实现此目的需要以下步骤：1.打开EditDefaults面板2.单击MESH选项卡以打开MESH默认子面板3.选择EXAMINE（圆形单选）radio按钮来显示EXAMINE变量4.改变ELEMENT_3D_QUALITY变量值.关于使用EditDefaults面板来改变默认变量的步骤和设定的完整介绍，见GAMBITUser'sGuide中的Section4.2.4。例如，要在AspectRatio（纵横比)评价算法的基础上进行三维元素质量评估有以下步骤：1.根据上述步骤将AspectRatio设置为默认评价算法(ELEMENT_3D_QUALITY=2)2.执行CheckVolumeMeshes命令注意：CheckVolumeMeshes表格式输出命令，例如表3.2所示，包含了当前默认质量评价算法所能应用网格元素类型的所有网格。例如，倘若你采用EquiAngleSkew作为当前默认的网格元素质量评价算法，表格式输出的数据将包含在CheckVolumeMeshes面板上指定的体内包含的所有的六面体、四面体、棱柱和契形元素。但是，如果你采用AspectRatio作为当前默认的网格元素质量评价算法，表格式输出结果将只包含六面体和四面体网格。因为AspectRatio评价算法无法应用于棱柱或金字塔形网格。概要陈述（SummaryStatement）CheckVolumeMeshes的概要陈述示出了指定的体中，网格检查失败的体的数目。例如0outof2meshedvolumes(s)failedmeshcheck.在CheckVolumeMeshes命令的执行中，任何包含至少一个反向网格元素的体在进行网格检查时都会失败使用检查体网格面板（UsingtheCheckVolumeMeshesForm）可点击Mesh/Volume子控制面板上的Check命令按钮打开CheckVolumeMeshes面板（见下）。CheckVolumeMeshes面板包含以下设定 Volumes体 指定要进行网格元素质量评估的体4.4.7删除体网格（DeleteVolumeMeshes）DeleteVolumeMeshes命令允许你删除一个或多个体上的网格，当你删除一个体上的网格时，GAMBIT允许你删除或保留该体的边或面上存在的所有网格（边网格或面网格）。使用删除体网格面板（UsingtheDeleteVolumeMeshesForm）可点击Mesh/Volume子控制面板上的Delete命令按钮打开DeleteVolumeMeshes面板（见下）。DeleteVolumeMeshes面板包含以下选项或设定 Volumes体 指定要删除网格的体 AllPick ·表明选中模型中所有的体·通过在Volumes列表框内指定要选中的体（注意：如果你在图形窗口中选中了体或者在Volumes列表框中点击一下鼠标，GAMBIT将自动地选中Pick选项） Removeunusedlowermesh删除不用的低等网格 该几何体上所有的面网格以及边网格都将和体网格一同被删除33