结构和非结构网格
tecplot 数据文件格式
tecplot 数据文件格式引言概述：Tecplot数据文件格式是一种常用的科学数据可视化文件格式。
它被广泛应用于各个领域的科学研究，包括流体力学、天气预报、地质学等。
本文将详细介绍Tecplot数据文件格式的特点、结构以及常见的数据类型。
一、Tecplot数据文件格式的特点1.1 可读性强：Tecplot数据文件采用文本格式存储数据，易于人们阅读和理解。
这种特点使得数据文件的交流和共享变得更加方便。
1.2 灵活性高：Tecplot数据文件支持多种数据类型的存储，包括网格数据、场数据、曲线数据等。
用户可以根据需求选择合适的数据类型进行存储和处理。
1.3 大数据处理能力：Tecplot数据文件格式适用于大规模数据的处理和可视化。
它可以高效地处理包含数百万个数据点的大型数据集，满足科学研究中对大数据处理的需求。
二、Tecplot数据文件格式的结构2.1 文件头部分：Tecplot数据文件的头部包含了文件的基本信息，如文件版本、标题、变量名等。
这些信息对于数据的解释和使用具有重要意义。
2.2 数据描述部分：数据描述部分定义了数据的结构和布局，包括网格的拓扑结构、坐标信息、变量类型等。
这些信息对于数据的可视化和分析起着关键作用。
2.3 数据值部分：数据值部分存储了实际的数据数值。
根据数据类型的不同，数据可以以二维数组、三维数组或一维数组的形式进行存储。
三、常见的数据类型3.1 网格数据：Tecplot数据文件可以存储各种类型的网格数据，包括结构化网格和非结构化网格。
结构化网格由规则的网格单元组成，而非结构化网格则由不规则的网格单元组成。
3.2 场数据：场数据是指在网格上定义的物理量，如速度、温度等。
Tecplot数据文件可以方便地存储和处理各种类型的场数据。
3.3 曲线数据：曲线数据是指在二维坐标系中表示的曲线。
Tecplot数据文件可以存储多个曲线，并支持曲线的可视化和分析。
四、Tecplot数据文件的应用领域4.1 流体力学：Tecplot数据文件在流体力学领域中得到了广泛的应用。
FLUENT知识点解析
FLUENT知识点解析
1.网格生成：
在使用FLUENT进行模拟之前，首先需要生成一个合适的网格。
网格
的划分对于模拟结果的准确性和计算效率都有很大的影响。
FLUENT提供
了多种网格生成方法，包括结构化网格和非结构化网格。
结构化网格适用
于简单几何形状，而非结构化网格适用于复杂几何形状。
2.边界条件：
在模拟中，需要设置合适的边界条件来模拟真实物理系统中的边界行为。
常见的边界条件包括：壁面条件、入口条件、出口条件和对称条件。
根据具体情况，可以根据需要自定义边界条件。
3.流动模型：
4.输运方程：
FLUENT使用质量守恒、动量守恒和能量守恒方程来描述流体流动和
传热过程。
质量守恒方程包括连续性方程，动量守恒方程包括Navier-Stokes方程，能量守恒方程包括热传导和对流传热方程。
根据具体问题，可以选择合适的输运方程进行模拟。
5.数值解算方法：
6.辅助模型：
7.后处理：
FLUENT提供了丰富的后处理功能，用于分析和可视化模拟结果。
通
过后处理，可以绘制流速矢量图、压力分布图、温度分布图等，以及计算
流量、阻力系数、换热系数等物理量。
此外，在后处理过程中，还可以进行轨迹计算、剪切应力计算等。
8.并行计算：
9.耦合求解：
以上是FLUENT的一些重要知识点解析。
FLUENT作为一款强大的CFD 软件，具有广泛的应用前景。
在使用FLUENT进行模拟时，需要了解和掌握以上知识点，以确保模拟结果的准确性和可靠性。
结构化网格和非结构化网格
结构化网格和非结构化网格1.什么是结构化网格和非结构化网格1.1结构化网格从严格意义上讲，结构化网格是指网格区域内所有的内部点都具有相同的毗邻单元。
它可以很容易地实现区域的边界拟合，适于流体和表面应力集中等方面的计算。
它的主要优点是：网格生成的速度快。
网格生成的质量好。
数据结构简单。
对曲面或空间的拟合大多数采用参数化或样条插值的方法得到，区域光滑，与实际的模型更容易接近。
它的最典型的缺点是适用的范围比较窄，只适用于形状规则的图形。
尤其随着近儿年的计算机和数值方法的快速发展，人们对求解区域的儿何形状的复杂性的要求越来越高，在这种情况下，结构化网格生成技术就显得力不从心了。
1.2非结构化网格同结构化网格的定义相对应，非结构化网格是指网格区域内的内部点不具有相同的毗邻单元。
即与网格剖分区域内的不同内点相连的网格数H不同。
从定义上可以看出，结构化网格和非结构化网格有相互重叠的部分，即非结构化网格中可能会包含结构化网格的部分。
2.如果一个儿何造型中既有结构化网格，也有非结构化网格，分块完成的，分别生成网格后，也可以直接就调入fluent中计算。
3.在fluent中，对同一个儿何造型，如果既可以生成结构化网格，也可生成非结构化网格，当然前者要比后者的生成复杂的多，那么应该选择哪种网格，两者计算结果是否相同，哪个的计算结果更好些呢，一般来说，结构网格的计算结果比非结构网格更容易收敛，也更准确。
但后者容易做。
影响精度主要是网格质量，和你是用那种网格形式关系并不是很大，如果结构话网格的质量很差，结果同样不可靠，相对而言，结构化网格更有利于计算机存储数据和加快讣算速度。
结构化网格据说讣算速度快一些，但是网格划分需要技巧和耐心。
非结构化网格容易生成，但相对来说速度要差一些。
4.在gambit中，只有map和submap生成的是结构化网格，其余均为非结构化网格。
采用分块网格划分的时候，在两个相邻块之间设置了connected,但是这两个块我要用不同尺寸的网格来划分。
结构和非结构网格
CFD网格的分类，如果按照构成形式分，可以分为结构化和非结构化结构化：只能有六面体一种网格单元，六面体顾名思义，也就是有六个面，但这里要区分一下六面体和长方体。
长方体(也就是所有边都是两两正交的六面体)是最理想完美的六面体网格。
但如果边边不是正交，一般就说网格单元有扭曲(skewed). 但绝大多数情况下，是不可能得到完全没有扭曲的六面体网格的。
一般用skewness来评估网格的质量，sknewness=V/(a*b*c). 这里V是网格的体积，a，b，c是六面体长，宽和斜边。
sknewness越接近1，网格质量就越好。
很明显对于长方体，sknewness=1. 那些扭曲很厉害的网格，sknewness很小。
一般说如果所有网格sknewness>0.1也就可以了。
结构化网格是有分区的。
简单说就是每一个六面体单元是有它的坐标的，这些坐标用,分区号码(B),I,J,K四个数字代表的。
区和区之间有数据交换。
比如一个单元，它的属性是B=1, I=2,J=3,K=4。
其实整个结构化单元的概念就是CFD计算从物理空间到计算空间mapping的概念。
I,J,K可以认为是空间x,y,z在结构化网格结构中的变量。
非机构化：可以是多种形状，四面体（也就三角的形状），六面体，棱形。
对任何网格，都是希望网格单元越规则越好，比如六面体希望是长方形，对于四面体，高质量的四面体网格就是正四面体。
sknewness的概念这里同样适用，sknewness越小，网格形状相比正方形或者正四面体就越扭曲。
越接近1就越好。
很明显非结构化网格也可以是六面体，但非结构化六面体网格没有什么B,IJK的概念，他们就是充满整个空间。
对于复杂形状，结构化网格比较难以生成。
主要是生成时候要建立拓扑，拓扑是个外来词，英语是topology，所以不要试图从字面上来理解它的意思。
其实拓扑就是指一种有点和线组成的结构。
工人建房子，需要先搭房粱，立房柱子，然后再砌砖头。
采用结构化网格还是非结构化网格与需要求解的
结构与非结构网格
采用结构化网格还是非结构化网格与需要求解的具体问题相关。
答案是通过具体的工程问题判断。
请看如下几条：
（1） 复杂几何形状：非结构化网格一般较结构化网格生成速度快。
但是，如果原有几何构形已经有结构化网格，新的几何形状只是稍作改变，则结构化网格生成速度非常快。
除了上述情况：
结构化网格≈几个工作周—一个工作月
非结构化网格≈几个工作时—几天
（2） 精度：对于简单的问题，比如机翼，结构化网格一般比非结构化网格精度高。
但是对于复杂流动，自适应的非结构化网格可能比结构化网格有更好的精度。
（3） 收敛时间：结构化网格比非结构化网格耗时少，因为，迄今为止，已有的算法更加的有效率。
U，数据存于二维数组中)(i
U，数据存于一维数组中i
)
,(j
因此，为了计算残差，需要知道临近单元格的状态。
结构化网格：邻近单元格靠单元格指数增/减1来实现。
非结构化网格：需要存储单元格间的指针。
需要存储空间越多，代码执行的越慢。
ICEM网格拓扑划分
2D网格1
M1 M2
2D网格2
M1
M2
O-grid
2D网格3
M1
M2
L-grid
2D网格4
M1
M2
2D网格5
初始块
Geometry 块
Blocking
遇折则劈o-grid
网格
实体
Pre_Mesh
多块的索引控制->方便选出特定块进行操作
2D网格6：外O-grid的应用
实体
1、建块： 选中高亮的块，勾选 around block；最后删除中间块 2、关联点线； 3、设置边上节点数
左键 中键
右键
转轮
单击并拖动 旋转 移动
单击
选择
（对某些功能单击并 拖动能框选）
确认
上下移动：缩放 水平移动：2D旋转
取消
缩放 ——
附录2：输出网格的方法
非结构网格： 如果四面体网格，生成网格后选择File——〉Export Mesh，选择求解器， solver选择autodyn ，autodyn patible file输出filename.k 不需要的网格 通过选择none进行屏蔽，比如，不需要壳网格shell elements 选择 none， 在这apply或ok。 如果是六面体网格，生成pre-mesh后，右键在这model tree——〉 Blocking——〉pre-mesh，选择 Convert to unstruct mesh；然后选择 File——〉Export Mesh 。solver选择autodyn ，autodyn patible file输出 filename.k 不需要的网格通过选择none进行屏蔽，比如，不需要壳网格 shell elements 选择 none，在这apply或ok。
结构与非结构网格生成、转化及应用
南京理工大学硕士学位论文结构与１Ｆ结构刚格的生成、转化及应用（ａ）（ｂ）图２．４．Ｉ（ａ）ＧＡＭＢＩＴ生成的网格Ｃｏ）Ｎ格再生成对这一技术的具体实施过程，本文给出了系统结构（见图２．４．２）。
在这一系统中，共分为三个层次：用户界面层、数据处理层、应用层。
图２．４．２系统结构图（１）用户界面层：用户可通过ＧＡＭＢＩＴ提供的系统菜单和可视化界面，实现用户与系统之间的信息交互，根据用户需要完成计算网格建模，并设定物理边界，最后生成图形数据库。
图２．４．３是ＧＡＭＢＩＴ的操作界面，图２．４．４是划分网格用到的主要操作命令面板，划分三维非结构化网格时，需要在命令面板中指定参数：Ｖｏｌｕｍｅｓ（要划分网格的体）、Ｓｃｈｅｍｅ（网格划分方案）、Ｓｐａｃｉｎｇ（网格间距）及Ｏｐｔｉｏｎｓ（其他选项）。
网格划分完成后，接着在求解器（Ｓｏｌｖｅｒ，如图２．４．５）ＦＬＵＥＮＴ５／６环境下设定物理边界。
完成以上操作后，点击Ｆｉｌｅ／Ｅｘｐｏｒｔ／…命令，导ｔＶ，（ｃｘｐｏｒｔ）Ｎ格文件。
南京理Ｔ大学硕士学位论文结构与非结构嘲格的生成，转化及应用图２．４．３ＧＡＭＢＩＴ捶作幂而图２．４．４ＧＡＭＢＩＴ命令面图２．４．５ＧＡＭＢＩＴ求解器（２）数据处理层；在这一层中，用Ｃ＋＋对图形数据库访问，先分析其拓扑结构，然后进行数据遍历，提取必要信息，找出网格划分所需要的类（包括计算区域的边界）。
生成的点、面和体对象，在此称它们为网格类，这种网格类也包括点、面、体之间的相互关系。
对于ＧＡＭＢＩＴ的不同求解器，输出的文件类型包括：·．Ｆｍ姬ＵＴ，·．ＭＳＨ，＊．ＮＥＵ，＊．ＣＤＢ，＊．ＧＲＤ，在这些文件中存储的是所生成非结构化网格的点、面和体信息。
不同类型文件给出的信息各异，这些信息就是本文要利用的图形数据库。
本文主要利用＊．ＮＥＵ和·．ＭＳＨ这两个文件，其中＊．ＮＥＵ中存储节点和控制体的顶点信息，以及控制面、体类型，＊．ＭＳＨ存储网格节点坐标，控制面信息，物理边界等等。
CFD网格及其生成方法概述
CFD网格及其生成方法概述作者：王福军网格是CFD模型的几何表达形式，也是模拟与分析的载体。
网格质量对CFD计算精度和计算效率有重要影响。
对于复杂的CFD问题，网格生成极为耗时，且极易出错，生成网格所需时间常常大于实际CFD计算的时间。
因此，有必要对网格生成方式给以足够的关注。
1 网格类型网格（grid）分为结构网格和非结构网格两大类。
结构网格即网格中节点排列有序、邻点间的关系明确，如图1所示。
对一于复杂的儿何区域，结构网格是分块构造的，这就形成了块结构网格（block-structured grids）。
图2是块结构网格实例。
图1 结构网格实例图2 块结构网格实例与结构网格不同，在非结构网格（unstructured grid）中，节点的位置无法用一个固定的法则予以有序地命名。
图3是非结构网格示例。
这种网格虽然生成过程比较复杂，但却有着极好的适应性，尤其对具有复杂边界的流场计算问题特别有效。
非结构网格一般通过专门的程序或软件来生成。
图3 非结构网格实例2 网格单元的分类单元（cell）是构成网格的基本元素。
在结构网格中，常用的ZD网格单元是四边形单元，3D网格单元是六面体单元。
而在非结构网格中，常用的2D网格单元还有三角形单元，3D 网格单元还有四面体单元和五面体单元，其中五面体单元还可分为棱锥形（或楔形）和金字塔形单元等。
图4和图5分别示出了常用的2D和3D网格单元。
图4 常用的2D网格单元图5 常用的3D网格单元3 单连域与多连域网格网格区域（cell zone）分为单连域和多连域两类。
所谓单连域是指求解区域边界线内不包含有非求解区域的情形。
单连域内的任何封闭曲线都能连续地收缩至点而不越过其边界。
如果在求解区域内包含有非求解区域，则称该求解区域为多连域。
所有的绕流流动，都属于典型的多连域问题，如机翼的绕流，水轮机或水泵内单个叶片或一组叶片的绕流等。
图2及图3均是多连域的例子。
对于绕流问题的多连域内的网格，有O型和C型两种。
结构与非结构网格之间的转换及应用
边界 条件 的热 传导 算例 ， 以此检 验这种 转换 的 正确性 和 可行性 ．
关键 词 ： 结构 网格 ； 非结构 网格 ； 热传 导 中圈分类 号 ： Ｂ １ Ｔ １５ 文献 标 识码 ： Ａ 文 章编 号 ：０ ６４ ０ （ ０ ６ ０ —６ ４０ １ ０ —３ ３ ２ ０ ） ６０ ８ ４
Ａｐ ｌ ａ ｉｎ ｆｔａ ｓｏ ｎ ｉｎ ｏ ｔｕ ｔ ｒ ｌｍｅｈ ｉｔ ｏ － ｓｒ ｃｕ ａ ｓ ｐ ｉ ｔ ｓｏ ｎ ｆ ｒ ｍｔ ｆｓｒ ｃｕ ａ ｓ ｏ ｎ ｎ ｎ ｔｕ ｔｒ ｌ ｃ ｏ ｒ ｏ ｎ ｍｅｈ
ＺＨＡＮＧ ｎ ，ＳＨＥＮＧ ｏ － ｅ Ｍｉ Ｓ ｎ ｇ ｎ ，ＨＵＡＮＧ ｎ — ｏ ｇ ，Ｌｌ Ｊｎ Ｑｉｇ ｈ ｎ Ｕ ｉ
ｇ ｎ ｒ ｔ ｎ ｔ ｃ ｎ ｌ ｇ ． Ｂ ａ ｓ ｏ ｈ ｓｔ ａ ｓ ｏ ｍ ａ ｉｎ，ｔ ｅａ ｖ ｎ ａ ｅ ｏ ｈ ａ ｔｃ ｎ ｅ ｇ ｎ ｅ ｏ ｅ ｅａ ｉ ｅ ｈ ｏｏ ｙ ｏ ｙ ｍｅ ｎ ｆｔ ｉ ｒ ｎ ｆ ｒ ｔ ｏ ｈ ｄ ａ ｔ ｇ ｆ ｅｆ ｓ ｏ ｖ ｒ ｅ ｃ ｆ ｔ
浙 江 工 业 大 学 学 报
Ｊ ＯＵ ＲＮＡＬ ＯＦ ＺＨＥ Ｉ ＪＡＮＧ ＵＮＩ ＶＥＲＳ ＴＹ Ｉ ＯＦ ＴＥＣＨ ＮＯＬＯＧＹ
Ｖｏ． ４ Ｎｏ ６ １３ ．
Ｄｅ ． ２ ０ ｅ ０６
结构与非结构 网格 之 间的转换及应用
张 敏 盛颂 恩。 黄庆 宏。 刘 晶 ． ． 。
环形柱体正交网格和温度分布图3结论给出了一个结构化网格转换成非结构化网格热传导问题的数值求解过程这其中包括正交直角结构化网格和适体结构化网格的转换3个经典的三维导热问题被用来验证此过程的正确性和精确性
维普资讯
ANSYS的建模方法和网格划分
ANSYS的建模方法和网格划分ANSYS的建模方法和网格划分ANSYS是一种广泛应用于工程领域的数值分析软件，它的建模方法和网格划分是进行仿真分析的关键步骤。
本文将介绍ANSYS的建模方法和网格划分的基本原理和常用技术。
一、建模方法1.1 几何建模在ANSYS中，几何建模是将实际物体转化为计算机能够识别和处理的几何形状，是进行仿真分析的基础。
几何建模可以通过直接绘制几何形状、导入CAD模型或利用几何操作进行创建。
直接绘制几何形状是最简单的建模方法，可以通过ANSYS的几何绘制工具直接绘制点、线、面、体等几何形状。
这种方法适用于几何形状较简单的情况。
导入CAD模型是将已有的CAD文件导入到ANSYS中进行分析。
导入的CAD文件可以是各种格式，如IGES、STEP、SAT等。
通过导入CAD模型，可以方便地利用已有的CAD设计进行分析。
几何操作是通过几何操作工具进行模型的创建和修改。
几何操作工具包括旋转、缩放、挤压、倒角等操作。
利用几何操作可以对模型进行非常灵活的设计和修改。
1.2 材料属性定义在进行仿真分析前，需要定义材料的物理性质和力学性能。
在ANSYS中，可以通过在建模环境中定义材料属性的方法进行。
定义材料属性包括确定材料的密度、弹性模量、泊松比、热膨胀系数等物理性质。
这些属性对于仿真分析的准确性和可靠性起到重要作用。
定义材料的力学性能包括确定材料的材料模型和本构关系，如线弹性、非线弹性、塑性、强化塑性等。
这些性能可以根据实际需要进行选择和确定。
1.3 界面条件设置界面条件设置是定义与外部环境或其他系统之间的边界条件和加载条件。
在ANSYS中，可以通过多种方式进行界面条件设置。
界面条件设置包括确定材料与外界的热传导、流体传输、气固反应、接触等边界条件。
这些条件对于模拟实际工程问题的边界反应至关重要。
加载条件设置包括定义外加力、固定边界、压力加载、温度加载等力学和热力加载条件。
通过加载条件设置，可以模拟实际工程中的载荷和边界约束。
结构、非结构网格
结构、非结构网格
结构、非结构应该是指按网格数据结构形式来分的，结构网格一般根据网格的行、列、排（x/y/z）来组织数据，比如把网格点以下标i,j,k来识别，非结构网格则统一用一维数组来做标记，然后通过解算方法，获得网格点的坐标。
直观上，二维的四边形网格，三维的六面体网格一般都是结构网格，其它的基本都是非结构网格。
当然不排除按排、列划分的三角形网格也是结构网格的情况。
严格地讲，如果节点关系显式地给出，就是非结果网格，如果隐式给出，就是结构网格。
单纯地从网格拓扑，你是看不出到底是结构和非结构，但我们习惯就把三维的六面体，二维的四边形看成结构网格，实际这也可能是非结构的，我就常把这类网格用非结构化网格程序来算。
另外，三角形网格，四面体，金字塔，棱型网格是非结构网格。
在多块结构化网格中，每块内部都是结构化，块与块之间连接可以是非结构化，但我们常把网格叫成结构化网格。
所以到底是结构还是非结构已经不重要。
二者的真正区别格式在于如何实施对流，扩散格式？精度如何？在应用一些加速方法时方便与否？等等。
ICEM结构和非结构网格划分技巧总结
ICEM网格划分技巧总结1.进行后处理前，划分完网格后必须进行边界层设置。
（因为模拟周围存在不同的压力速度等因素）2.边界层的作用：加密叶片周围的网格；捕获叶片周围的压力温度等因素的变化。
3.进行网格拓扑后，线条颜色含义：黄色表示二维一个面上一条线/边或空洞周边(缺失面)；绿色：不依赖于集合体独立于几何体，对几何体无影响可作为辅助线。
蓝色：三个或三个以上面的交线；红色：两个面的交线(较理想)4.内流场区域的创建：新建Part然后将所需的所有内流面都Add to Part中，最后看那个口未封闭，通过局部面命令，将面补全；若只是单纯为了划分网格，可仅使用Creat Body 命令进行创建。
5.外流场区域的创建：首先进行模型的拓扑(Repair Geometry)——Surface右键——菜单中选择transparent——查看有无黄色的线——若有一定要进行补全！小结：Create body：两点之间的中点含义为以此点为中心，向外放射所涉及的所有固体/实体物进行包含，此实物体所占的区域，可看作为内流场区域。
6.边界层设置步骤：打开——在Prism中打勾——在Compute Mesh中将打对勾7.在ICEM中输出为非结构网格：File——Mesh——Load from Blocking——replace (Fluent不支持结构网格；ICEM做出的是非结构网格)8.在ICEM输出为结构网格：File——Blocking——Save Multiblock Mesh(前提是以分块的形式生成的网格)9.网格类型有：O、Y、三角形进行Y型切分；P26-P28;删除O型块：用Merge Vertices(2个顶点进行合并)即可删除；10.非结构网格的生成：先Repair Geometry进行检查——不能出现黄色的线——GlobalMesh Parameters——Compute Mesh11.创建无厚度壁面：需要进行面关联P32；创建无壁厚面网格：要将无壁厚面的Part——必在Part Mesh Setup中将Split Wall勾选;12.创建Body原理：以此点为中心向外发散搜寻一个封闭的区域；将物体分出流体区域后划分网格，导入到Fluent会识别。
fluent经典问题之一
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我们经常遇到计算区是对称的问题，如同心圆环内的自然对流，圆柱绕流，我们为了节 省计算资源，许多时候都把计算区域趣味一半，但有些问题的真实情况是 两步分的流场及 物理量的分布并不对称呀，问我们如何判断该不该区一般呢?
对秤的问题一般用在流场稳态解..需满足 1.几何图形对秤..2.边界条件对秤.. 也就是物理条件对秤..3.structral 网格..所以对秤轴的 Flux 和 properties gradient 必须为 0... 3 按照算例学习了一段时间，有些简单的问题还可以分析对错，但是对于一些头脑里没 有概念的问题，是做出了很多图行了，矢量图了，但是如何比较仔细全面的分析其合理性， 觉得有些困难，望师兄指点~~~~~~~~~~~~
答： 一般来讲计算应该辅助以高精度的实验作为证明，无法或不容易用实验实现的往往是计算 一个经典的或别人算过的例子对比一下。既然已经作出了很多图，可以试试分析一下， 看看跟经典的理论一致否。图是做出来了，但是真的想说明问题，恐怕还有一段路。
2-3结构化网格和非结构化网格
结构化网格和非结构网格并不是以网格的形状来划分的
官方解释：网格区域内所有的内部点是否都具有相同的毗邻单元
本人解释：某个单元的计算结果是否决定了相邻单元的计算结果。
但是在ICEM中，结构化网格的形状只有四边形和六面体，而非结 构化网格则包含了以上所有的单元形状。 可以得出结论： 1：结构化网格一定是四边形和六面体，但是四边形和六面体不一定是结构化网格
2：三角形、四面体、棱柱一定是非结构化网格
3：四边形、六面体既可能是非结构化网格，也可能是结构化网格。
网格的划分操作
结构网格
非结构网格
混合网格，复杂网格
请
怎
听 后
么面
办
章 节
详
细
讲
解
结构化网格和非结构化网格
网格类型
• 二维网格类型： 四边形、三角形
网格类型
• 三维网格：四面体、六面体、三棱柱、金字塔等
结构网格和非结构网格
ICEM中结构网格和非结构网格究竟是什么？ 四边形和六面体就是结构网格？ 不一定 三角形、四面体、棱柱就一定是非结构网格吗？ 是的
why? resons?
结构与非结构网格之间的转换及应用
Applications Of Transformation Of Structured ToUnstructured MeshesLiu Jing1, 2，Zhang Min1，John C. Chai2，Xu Bin11School of Power Eng.，Nanjing University of Science & Technology，Nanjing (210094)2School of Mechanical and Aero spacing Eng.，Nanyang Tech. University，Singapore (639798)E-mail：mz2455@AbstractThe transformation of structured meshes to unstructured meshes is a branch of mesh generation technology. We can obtain the advantages of both grids that structure grids have the characteristics of convergence quickly and unstructured grids have the characteristics of matching sophisticated calculating domains well from this conversion. Meanwhile, it is expanding the widespread useful application of unstructured mesh codes. This paper gave the models of the transformations of the orthogonal meshes and body-fitted meshes. And, the heat conduction equation was solved using the based cell finite volume method and the secondary order accuracy. Finally, a couple of three dimension examples of heat transfer that included different geometries and boundary conditions were given. Therefore, the procedure was validated exactly and actually.Keywords：structured grids/meshes，unstructured grids/meshes，heat conduction1.IntroductionThe first step of numerical simulation is mesh generation that is cutting the continuous computational space into subdomains and identifying each node. The accuracy and efficiency of engineering numerical simulation mainly defend on the meshes and algorisms. In generally, all kind of mesh has its advantages and disadvantages; also the every numerical method has its constraints. Therefore, successful numerical simulation can only be done on the conditions that meshes and algorisms match perfectly [1].Two commonly kinds of mesh are structured and unstructured mesh/grid. The former characteristic is that the relationship between nodes is fixed and implied in the mesh. Thus, no special action is needed to ensure the relationship. But there don’t exists the property in unstructured mesh, so we must store the information about nodes such as volume nodes number, interfaces nodes number, and neighbor volume number[2-4] .It is stubborn to compare structured grid and unstructured grid exactly, besides considering the numerical algorism. In the brief, structured mesh has the good feature, simplex in generating, converging fast, and steady etc, while unstructured mesh can be more applicable for irregular domain, decomposing and encrypting in whole or part domain and used widely in later computation[4] . The paper takes advantage of two kinds of mesh to get fine results by the transformation between them.2.Transformation Between Both MeshesRegular structured mesh in orthogonal coordination is the oldest, most basic and simplex generation technique, including rectangle mesh of Cartesian coordinates and curve mesh in cylindrical coordinates or spherical coordinates. No detail about this kind of mesh, but the paper based on orthogonal mesh and body-fitted grid.First, we have to get the grid nodes of coordination in three dimensions, and then transform them to unstructured grid nodes number. Finally, numerical simulation will be done based on the unstructured mesh. For the transformation, at first, select cells shape and nodes NCTYPE(I) and NCNODE(J,I), here they are vertex number and coordination value (X(I),Y(J),Z(K)) of cell, respectively. Secondly, get the surface information NFTYPE (I) and NFNODE (J, I) of the cells. Where, the node order conform right hand rule, which is, ensuring the direction of surface normal is outside the cells.At the end, storing all neighbor cells information and their boundary property by KBCC (I).Ultimately, we can obtain the six data files. It is exactly these files comprise surfaces and nodes number for every cell and surface. The key of transformation is rearranging the I/J/K order of structured grid nodes to cell series data structure. Although the program is easy to do, the technique proved to be a handicap. Next part program is given in two dimensions.C**************************************************COME HERE FOR THE NODES OF CELL (cell_node.dat)LM=L2*M2 I0=0 J0=0DO 30 I=1,NCV NCTYPE(I)=8 NCNODE(1,I)=I+I0+J0NCNODE(2,I)=I+1 +I0+J0 NCNODE(3,I)=I+L1+I0+J0 NCNODE(4,I)=I+L2+I0+J0 NCNODE(5,I)=I+I0+J0+LMNCNODE(6,I)=I+1 +I0+J0+LM NCNODE(7,I)=I+L1+I0+J0+LM NCNODE(8,I)=I+L2+I0+J0+LM IF(MOD(I,L3).EQ.0) I0=I0+1IF(MOD(I,L3*M3).EQ.0) J0=J0+L230 CONTINUEC**************************************************The particular examples and their results analysis are provided in following paragraphs.3. Heat Conduction ExamplsProblem 1: We have heat transfer conduction without heat source in cubic region. Geometry and computational grids are showed in figure1, and governing equation is heat conduct equation with constant property in three Cartesian coordinates. The left surface has higher temperature T 2, and the left five ones have lower temperature T 1. Arithmetic formula of governing function and boundary conditions are:0=⎟⎠⎞⎜⎝⎛∂∂∂∂+⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛∂∂∂∂+⎟⎠⎞⎜⎝⎛∂∂∂∂z T k z y T k y x T k x(1.1) 0.1,0.1,0.0,0.121======k T T c b a(1.2)(a) Cubic V olume (b) Orthogonal meshes (c) Body-fitted meshesFigure 1 Geometry and structured/unstructured meshesWe can obtain the exact solution of (1.1) and (1.2) (Kakac and Yener, 1993)[5]，[][]∑∑∞=∞=−−−−−=−−=11121sinh )(sinh )sin()sin(])1(1[])1(1[4),(),(m n mn mn m n m mn nb y b z x ac T T T y x T y x ααβλβλθ(1.3)Where,n λa n π=(n = 1, 2,…,i ) =m βcm π (m = 1, 2, …,i )22mn mn βλα+=(1.4)In Figure 2, the results of temperature distributions were from the transformation of orthogonalmeshes to unstructured grids. The same one was from the transformation of body-fitted meshes to unstructured grids in Figure 3. The solid lines stand for the exact solution. The dashed lines represent numerical solution. The numbers of grid are 10*10*10. There are agreements of temperature fields in both meshes.(a) X =0.5 (b) Y =0.2 (c) Z =0.5Figure 2. The temperature field of orthogonal meshes(————Exact Solution - - - - - -Numerical Solution)(a) X =0.5 (b) Y =0.2 (c) Z =0.5Figure 3. The temperature field of body-fitted meshesProblem 2: We have heat transfer conduction within heat source in cubic region. Geometry and computational grids are showed in figure1, and governing equation is heat conduct equation with constant property in three Cartesian coordinates as following. The all surfaces maintain the constant temperature (T 1 =0) same as the first kind of boundary condition. Mathematical formula of governing function and boundary conditions are:=∂∂+∂∂+∂∂222222zT y T x T )sin()sin()(1c z a x b y y k ππ−− (2.1)The exact solution of this problem is [6]，)sin()sin()sin(]1()()1[(1π8),,,5,3,1222352c z b y n a x cb n a n kb z y x T n πππ⋅++−=∑∞=L （ (2.2)The results of temperature distributions were from the transformation of body-fitted meshes tounstructured grids in Figure 4. The solid lines stand for the exact solution. The dashed lines represent numerical solution. The numbers of grid are 10*10*10. There are agreements of temperature fields in both meshes. There are the symmetrical temperature distribution basic of the boundary conditions and geometry.(a) X =0.5 (b) Y =0.5 (c) Z =0.5Figure 4. The temperature field of body-fitted meshesProblem 3: We have heat transfer conduction without heat source in cylindrical region. Geometry and computational grids are showed in figure 5a, and governing equation is heat conduct equation with constant property in three cylindrical coordinates as following. The outside surface has higher temperature T 2, and the inside surface has lower temperature T 1. Mathematical formula of governing function and boundary conditions are:0112=⎟⎠⎞⎜⎝⎛∂∂∂∂+⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛∂∂∂∂+⎟⎠⎞⎜⎝⎛∂∂∂∂z T k z T k r r T kr r r ϕϕ(3.1) 0.1,0.8,0.4,0.2,0.12121=====k T T r r r r(3.2)The exact solution of this problem is [7-8]，)/ln()/ln()/ln()(122211r r r r T r r T r T r r −=(3.3)In Figure 5, the results of temperature distributions were from the transformation of body-fittedmeshes to unstructured grids. The solid lines stand for the exact solution. The dashed lines represent numerical solution. The numbers of grid are 10*10*10. There are agreements of temperature fields in both meshes. There are the symmetrical temperature distribution basic of the boundary conditions and geometry.(a) Meshes (b)Temperature fields in Z=0.5 (c) The flood picture of temperatureFigure 5. The temperature field of cylindrical coordinates4.Closure RemarkThe produces, which the heat conduction equations were solved, was presente d using the unstructured meshes that were transformed from structured grids. There are two kinds of meshes including orthogonal and body-fitted meshes. We show three examples for evaluating and proving this processor accruable and reasonable. The problem one and two are in the Cantinas coordinate and the problem three is in cylindrical coordinate. All results of numerical simulation were compared with the exact solutions. As a result, there is a perfect agreement between them.References[1] 陶文铨. 计算传热学的近代发展[M] 北京: 科学出版社, 2001.[2] PA TANKAR S V. Computation of Conduction and Duct Flow Heat Transfer [M].USA: Innovative Research Inc, 1991.[3] PA TANKAR S V. Numerical Heat Transfer and Fluid Flow [M]. New York: Hemisphere Publishing, 1981.[4] ZHANG M. Modeling of Radiative Heat Transfer and Diffusion Processes Using Unstructured Grid [D]. USA: Tennessee Technological University; 2000.[5] KAKAC S, YENER Y. Heat Conduction (Third edition) [M]. Taylor & Francis, Publisher, 1993.[6] 马信山. 电磁场基础[M]. 北京: 清华大学出版社, 1995.[7] M. N. 奥齐西克. 热传导[M]. 俞昌铭, 译. 北京: 高等教育出版社, 1984.[8] 南京工学院数学教研组. 数学物理方程和特殊函数[M]. 北京: 人民教育出版社, 1982.。
网格计算基本要求
对计算网格的基本要求网格分为结构化和非结构化两大类，由于结构化网格在计算精度、计算时间等方面存在相对优势，目前在CFD计算中广泛采用的仍是结构型网格。
因此为确保计算结果的正确性及模拟的精度，本课题组要求尽量使用结构化网格，除非在极个别的情况下(如几何结构过于复杂，很难生成结构化网格)才允许使用非结构化网格。
对生成的六面体结构化网格的质量有以下几方面的要求：首先计算网格中不允许存在负体积，这是保障计算网格正确性的基本要求。
网格单元的总体分布应尽量与主流方向保持一致。
有叶片的区域，应采用绕叶片的O型网格来处理边界层内的流动，另外，O 型网格对网格加密很有利。
在所有计算区域的边界处的计算网格线应最大程度的与边界正交，角度最小应大于45°。
计算单元的纵横比不能过大，一般应控制在[1,100]之间，不应高于100。
(Aspect Ratio，[1，∞]，越接近于1表明网格质量越高)任意两相邻网格的同一方向上的尺寸比位于[0.5,2]之间。
偏斜度(skewness）应该位于[0.2，1.0]之间。
与同一节点相邻的最大/最小网格单元体积比最好不超过2.0，最大值不能超过8.0。
网格单元最小角度/最大角度。
角度应该处于[25°,155°]之间，不应该超出此范围。
最大/最小边长比。
整个计算区域内所有面上的最大/最小边长比应该小于100。
最大/最小体积比。
在整个计算域中最大计算单元与最小计算单元的体积比应小于10000。
网格的整体质量应该大于0.25。
（quality，[0,1]之间，越接近于1表明网格质量越高）。
所有交界面的两侧网格单元分布应尽量一致，界面两侧相邻单元的面积比最大不超过4。
单个流道两个周期面上网格的周期性应该得到保证。
(对应节点应该被设为周期节点，对应周期边上点分布规律应该相同)。
cfd仿真的离散方法
cfd仿真的离散方法CFD（Computational Fluid Dynamics，计算流体动力学）是一种通过数值方法模拟流体运动和相互作用的技术。
在CFD仿真中，离散方法是其中一种重要的数值方法。
本文将介绍CFD仿真中离散方法的基本原理和应用。
离散方法是将连续的物理问题转化为离散的数学问题，通过对离散方程进行求解，得到问题的数值解。
在CFD仿真中，离散方法主要包括网格离散和时间离散两个方面。
首先，网格离散是指将流体领域划分为有限数量的小单元，即网格。
每个网格单元内的流体性质被近似为常数，通过在网格节点上建立数值解的逼近函数，将流体性质在整个流场中进行离散化表示。
常用的网格离散方法有结构化网格和非结构化网格。
结构化网格是由规则的矩形或立方体单元组成的网格，每个单元都有相同的形状和大小。
结构化网格的优点是计算效率高，数值精度较高，适用于简单的流动问题。
然而，对于复杂的几何形状，结构化网格的生成和调整较为困难。
非结构化网格是由不规则形状的多边形或多面体单元组成的网格，每个单元的形状和大小可以不同。
非结构化网格的优点是适用于复杂的几何形状，网格生成和调整相对容易。
然而，非结构化网格的计算效率较低，数值精度较差。
其次，时间离散是指将流体问题的时间域划分为一系列离散的时间步长，通过在每个时间步长上求解流体问题的数值解，得到整个时间域上的流体运动情况。
常用的时间离散方法有显式方法和隐式方法。
显式方法是通过已知的边界条件和初始条件，根据离散方程的形式，直接计算下一个时间步长的数值解。
显式方法的优点是计算速度快，适用于稳定流动和较小的时间步长。
然而，显式方法的稳定性条件较为严格，对于不稳定流动和较大的时间步长，可能导致数值解的不稳定。
隐式方法是通过已知的边界条件和初始条件，根据离散方程的形式，通过迭代计算下一个时间步长的数值解。
隐式方法的优点是稳定性较好，适用于不稳定流动和较大的时间步长。
然而，隐式方法的计算速度较慢，需要更多的计算资源。
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CFD网格的分类，如果按照构成形式分，可以分为结构化和非结构化
结构化：只能有六面体一种网格单元，六面体顾名思义，也就是有六个面，但这里要区分一下六
面体和长方体。
长方体(也就是所有边都是两两正交的六面体)是最理想完美的六面体网格。
但如
果边边不是正交，一般就说网格单元有扭曲(skewed). 但绝大多数情况下，是不可能得到完全没有
扭曲的六面体网格的。
一般用skewness来评估网格的质量，sknewness=V/(a*b*c). 这里V是网格
的体积，a，b，c是六面体长，宽和斜边。
sknewness越接近1，网格质量就越好。
很明显对于长
方体，sknewness=1. 那些扭曲很厉害的网格，sknewness很小。
一般说如果所有网格sknewness>0.1也就可以了。
结构化网格是有分区的。
简单说就是每一个六面体单元是有它的坐标的，这些坐标用,分区号码(B),I,J,K四个数字代表的。
区和区之间有数据交换。
比如一个单元，它的属性是B=1, I=2,J=3,K=4。
其实整个结构化单元的概念就是CFD计算从物理空间到计算空间mapping的概念。
I,J,K可以认为是空间x,y,z在结构化网格结构中的变量。
非机构化：可以是多种形状，四面体（也就三角的形状），六面体，棱形。
对任何网格，都是希
望网格单元越规则越好，比如六面体希望是长方形，对于四面体，高质量的四面体网格就是正四
面体。
sknewness的概念这里同样适用，sknewness越小，网格形状相比正方形或者正四面体就越
扭曲。
越接近1就越好。
很明显非结构化网格也可以是六面体，但非结构化六面体网格没有什么B,IJK的概念，他们就是充
满整个空间。
对于复杂形状，结构化网格比较难以生成。
主要是生成时候要建立拓扑，拓扑是个外来词，英语
是topology，所以不要试图从字面上来理解它的意思。
其实拓扑就是指一种有点和线组成的结构。
工人建房子，需要先搭房粱，立房柱子，然后再砌砖头。
拓扑其实就是房子的结构。
这么理解拓
扑比较容易些，以后认识多了，就能彻底通了。
生成结构化网格的软件gridgen,icem等等都是需要你去建立拓扑，也就是结构，然后软件好根据
你的机构来建立网格，或者砌砖头，呵呵。
非结构化网格的生成相对简单，四面体网格基本就是简单的填充。
非结构化六面体网格生成还有
些复杂的。
但仍然比结构化的建立拓扑简单多。
比如 gambit的非结构化六面体网格是建立在从一
个面到另外一个面扫描(sweep)的基础上的。
Numeca公司的hexpress的非结构化六面体网格是用
的一种吸附的方法。
反正你还是要花点功夫。
另外一点就是，结构化网格可以直接应与于各种非结构化网格的CFD软件，比如你在gridgen里
面生成了一个结构化网格，用fluent读入就可以了。
fluent是非结构化网格CFD软件，它会忽略
那些结构化网格的结构信息（也就是B,I,J,K)，当成简单的非结构网格读入。
非结构化六面体网格
就不能用在结构化网格的CFD求解器了.
结构化网格仍然是CFD工程师的首选。
非结构化六面体网格也还凑合，四面体网格我就不喜欢了。
数量多，计算慢，后处理难看。
简单说，如果非结构化即快又好，结构化网格早就被淘汰了。
总
结一下，
结构化六面体：建立拓扑（所有软件gridgen,icem什么的都是一种拓扑概念，界面不一样罢了），生成网格
非结构化六面体：学习软件，gambit用扫描方法，hexpress用吸附方法，按照步骤就行了。
非结
构化四面体：简单，看两页教程，搞定，就是简单填充，没什么技术含量！其他非结构化网格，
棱形等等：学习软件，按照步骤，很容易。
不管用什么网格软件，我们最好有比较扎实的CAD(pro/e, solidworks, UG什么的)基础。
熟练的
CAD技术太重要了。
另外，有的地方sknewness的定义是(a*b*c)/V，所以大家注意数字的变化，但概念是一样的。