chanong 现代工程模拟是各种数值计算。 网格作为一种空间离散化方法，广泛应用于结构、流体、电磁学等涉及三维空间的模拟中。 它将复杂的表面（如汽车表面）划分为几个相对简单的规则，便于计算。 部分，即unit()。
将圆环体离散成若干个三角形单元（基于自制）
根据空间维度和几何形状，单位包括以下类型：
所谓多面体网格是指网格中存在多面体单元。 多面体单元（ ）被定义为具有至少一个多边形的表面，其中多边形（ ）被要求至少是五边形。
多面体网格面（基于自制）
2 CFD模拟的应用
基于有限体积法的CFD模拟是多面体网格的主要应用领域。 目前主流的CFD软件（ANSYS、 Star-CCM+等）都支持使用多面体网格。 CFD应用中多面体网格主要分为两类：纯多面体网格和多面体-六面体混合网格。 两者之间的主要区别在于远离边界的核心区域是否使用多面体或六面体单元。
纯多面体网格（基于自制）
多面体-六面体混合网格（基于自制）
由于多面体网格相对于其他类型的网格具有许多优点，因此是目前 CFD 模拟的主流网格形式。
优点一：啮合效率高
多面体网格划分需要较少的手动操作，可以显着提高网格划分的效率，并专注于问题分析和结果评估等人的思维问题。 对于经验成熟、规范明确的问题，也可以通过脚本实现自动网格划分。 同时，多面体网格对几何简化的要求较低，不需要占用太多的时间进行几何简化工作。
多面体网格划分可以轻松实现多核并行加速，充分利用硬件性能，节省网格划分等待时间。
多面体网格划分速度和硬件性能对比（来源：ANSYS文档）
优点二：提高计算精度的同时减少计算时间
在相同的网格分辨率下，多面体网格的元素较少。 根据几何复杂程度，多面体的单元数量比四面体可以减少30%以上，从而实现计算时间的显着减少。
不同网格形式的计算成本和网格数量的比较（来源：《of, and cells for the Wind field an by LES》，《and》杂志）
有限体积法的数学原理决定了多面体单元具有更好的计算收敛性。
后步流情况下的残差收敛比较（来源：）
对于复杂流况（如超音速流）的问题，求解器的自适应加密功能可以自动判断并加密单元数量不足的区域，以保证求解精度。
Star-CCM+ 自适应地细化冲击波和尾流部分的网格（来源：）
3 结构模拟的应用
结构模拟主要采用有限元方法，对多面体网格的支持较差。 目前主流的结构仿真软件（ANSYS、、等）都不支持直接使用多面体网格。
多面体网格在结构模拟中的应用目前主要是一些学者的研究工作。 从文献来看，有学者采用了类似于CFD模拟的六面体核心网格，并在一些二次开发的基础上取得了一些进展。
膝关节的结构模拟多面体网格（来源：《开放式研究使用》、《
在和
“杂志）
4多面体网格生成
从数学角度来看，多面体网格是基于四面体网格生成的，不能直接基于光滑曲面生成。 因此，高质量的初始网格是非常重要的一步。
基本步骤：
1、将原来的三角形网格划分为曲面
2. 找到三角形单元的质心和每条边的中点。
3 连接线的质心和每条边的中点
4. 如果三角形边在曲面内部，则直接连接两侧三角形质心。
多面体网格示意图（来源：“Mesh for CFD-of”，慕尼黑工业大学毕业论文）
对于三维实体，从四面体转换为多面体是类似的想法。
目前和Star-CCM+都支持直接生成多面体网格，无需手动生成四面体网格然后进行转换，节省了时间。
5 总结
目前，多面体网格是CFD仿真最主流的网格形式，也是主流CFD软件开发商推荐的方法。
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