Fidelity Pointwise速度之巅：Trias加速四边形/六边形网格生成

快速构建高质量的表面和体积网格可能是一个乏味的过程，尤其是对于复杂的几何形状，在这些几何形状中，沿边缘充分聚集表面元素对于准确捕捉流动物理现象至关重要。对于此类应用，四边形和六面体单元已被证明对三角形或四面体有用。

为了满足此类应用的需求，Fidelity Pointwise 的网格生成算法能够快速生成四元非结构化表面网格。这些表面网格可用作 T-Rex（各向异性四面体挤压）混合体积网格的基础，从而产生由非结构化六面体单元层解析的边界层。Fidelity Pointwise 中的四边形主导网格划分算法生成由对齐良好的四边形单元组成的表面网格，其速度与生成所有三角形网格的速度相同。下面是一些使用 Fidelity Pointwise 生成的非结构化四边形/六边形的示例 -

1. 高尔夫球杆的简单四元网格

2. ONERA M6 机翼也使用四边形优势算法进行网格划分

图 3 说明了在近壁区域具有非结构化六面体单元层的完全混合网格，使用图 2 中的表面网格生成（即，表面网格用作 Fidelity Pointwise 的 T-Rex 算法的输入）。相对于棱柱/四面体混合网格，六面体/四面体网格具有更少的单元数、改进的收敛性和更准确的结果。

图 3.ONERA M6 机翼的霸王龙网格剖视图显示了按类型着色的网格单元（六面体单元为蓝色，棱柱体为绿色，金字塔体为黄色，四面体为红色）。

控制局部网格大小的来源和形状

传统上，远离边界层区域的四面体网格中的单元尺寸的局部控制是使用挡板处理的。挡板是嵌入在体积网格内的一块拓扑结构（例如，表面网格）。挡板的表面网格成为体积网格的一部分，因此挡板上的小三角形单元在体积网格中形成小四面体。但是随着 Pointwise 中源的引入，可以更灵活地控制局部网格大小，并在博客“控制单元尺寸分级以获得所需的 CFD 解决方案精度”中进行了解释。

在定义了源的几何形状之后，它被分配了一个像元大小和一个可选的像元大小变化。源会影响四面体网格大小，但不会对其进行精确约束（与点、边和面成为四面体网格一部分的挡板相比）。此外，源不需要严格地包含在块体积的内部。为了方便使用源来控制局部四面体网格大小，Pointwise 包含一个称为形状的实体类型。形状只是一个几何实体（多面体、圆柱体、长方体和球体）。图 4 是一个示例，说明了在DrivAer 车辆后面使用箱源来确保尾流区域中的单元格聚类。

图 4. 放置在 DrivAer 后面的框源（棕色）确保尾流区域中的正确聚类。

其他增强网格体验的功能

• 膨胀网格检查工具

Fidelity Pointwise 提供对四边形表面网格（结构化和非结构化）的支持，实现四单元翘曲度量的重要性。Warp度量报告由对角化四边形单元格产生的两个法向量的度数差异，因为四边形可以在两个方向中的任何一个方向上对角化，报告最大差异或最坏情况。在了解您的网格如何以及在何处被约束到几何模型时，Examine 中的数据库关联函数提供了更多见解。

• 简化的多面几何

有了对网格的各种单元类型支持，升级 Pointwise 对从 STL 和其他文件（也称为壳）导入的多面几何体的支持似乎是完全合理的。在导入过程中，您可以选择将共面单元合并为多面体或设置所需的三角形和四边形组合。这是对允许沿特征线分割壳的当前特征的补充。结果可能是一个密度大大降低的壳实体，因此更容易使用，如图 5 所示。

图 5. 通过在多面几何导入期间合并共面单元，您可以大大减小壳实体的大小。

Quad-dominant 网格划分算法、通过使用源和形状控制单元尺寸以及附加功能（例如网格检查工具和 Fidelity Pointwise 网格生成软件中的简化多面几何）可以增强用户体验，并且对于精确计算具有重要 意义差价合约预测。

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