您想知道創建網格劃分序列的最佳方式嗎？比如通過單獨的操作節點對域進行網格劃分與使用同一操作對整體域進行劃分有什么區別？本文我們將討論創建網格劃分序列的不同方法，以及這些方法如何影響生成的網格。您將深入了解，當按序列應用網格劃分操作時，會產生什么結果。
網格劃分操作簡介
網格劃分操作有兩類：結構化和非結構化。結構化操作是映射和掃掠，用于生成結構化網格，非結構化操作是自由三角形網格、自由四邊形網格和自由四面體網格，用于生成非結構化網格。
非結構化操作的一個顯著特征是，它們可以對任何幾何結構進行網格劃分，而結構化操作只能對滿足特定標準的幾何結構進行網格劃分。生成非結構化網格時，單元質量和指定的大小參數都要考慮在內，以便實現網格優化，更利于計算。除了指定大小參數之外，網格劃分序列也將影響最終的網格。接下來，我們通過幾個例子來探究這些影響。
文章來源：comsol
網格劃分序列的順序選擇
首先，我們解釋一下，網格劃分序列與順序相關。假設我們想要研究二維模式下的兩個相鄰正方形。在右側的正方形中，我們想要使用較細化的網格，原因可能是材料要求，也可能是我們要研究的物理場需要。
我們通過創建兩個自由三角形網格節點來創建網格剖分序列。在第一個自由三角形網格節點中，選擇左側域，在第二個節點中，選擇右側域（如下圖所示）。接下來，將全局大小節點設置為預定義的超粗化，這是因為，最好在第一個全局大小節點中指定最粗化網格大小。
為了指定較細的網格，我們將一個局部大小節點添加到第二個自由三角形網格節點，并指定預定義的大小為超細化。
網格劃分序列包含一個全局大小節點、兩個自由三角形網格節點和一個局部大小節點。
繪制生成的網格時，我們可以看到左側域完全由粗化網格劃分，而右側域共享邊界附近有一些粗化單元。這是因為共享邊界的邊界網格由第一個操作固定，因此在它附近不存在任何細化單元。此外，共享邊界右側的粗化單元質量低于其他單元。
首先對左側域進行網格劃分得到的網格。盡管指定右側域的網格為超細化，右側域還是有一些低質量的粗化單元。
如果交換兩個自由三角形網格節點的順序，以相反的順序執行操作（首先對右側域進行網格劃分），我們會得到不同的結果。在結果圖中，我們可以看到現在的共享邊界由比之前更細的網格組成。右側域現在完全由細化單元組成，而左側域共享邊界附近有一些細化單元。因此，網格中單元數量增加了，
最小單元質量
幾乎增加了一倍，這意味著網格的整體質量提高了。
首先對右側域進行網格劃分得到的網格。現在，右側域只包含細化單元，整體單元質量得到提高。
這里需要注意的是，之前操作生成的網格將對任何后續操作創建的網格產生約束。本例中，這意味著在之前網格邊界附近生成的網格將會受到該邊界單元尺寸的影響。
使用單個操作對多個域進行網格劃分
現在，我們來研究一個稍微不同的例子。假設我們研究的是與上述設置相同的正方形，但每個正方形在共享邊界附近有一個圓孔。在本例中，假設我們希望兩個域具有相同的單元大小。與前面的示例類似，通過在網格劃分序列中添加兩個自由三角形網格節點并將它們分別應用在左右兩個域來創建網格劃分序列。這次，將全局大小節點設置為預定義的常規大小，并且不添加任何其他大小節點。
最終得到的網格圖不像我們預期的那樣令人滿意。在研究這個繪圖時，可以看到，共享邊界和下部孔之間的窄區域中的單元質量較差。由于首先對左側域進行網格劃分，因此在生成邊界網格時不會考慮右側域的幾何結構。因為下部孔與邊界之間的區域很窄，所以需要生成比共享邊界上更小的單元，從而避免產生低質量單元。
首先對左側域進行網格劃分得到的網格。首先對左側域進行網格劃分，不會考慮右側域的幾何結構。結果是共享邊界與下部孔之間的窄區域包含低質量單元。
此序列設置將無法生成在幾何結構的所有區域都具有高質量單元的網格。在這個示例中，交換操作的順序沒有起到作用，問題只會轉移到上部窄區域。其實，這里僅使用一個自由三角形網格操作，并將它應用在兩個域上，就可以同時包含整個幾何結構，并創建適合兩個域的邊界網格。
當我們用一個操作繪制由序列生成的網格時，可以看到下部窄區域中的單元質量有了很大的提升。
同時對兩個域進行網格劃分得到的網格。由于邊界網格是針對兩個域生成的，因此下部窄區域中的網格質量得到改善。
即使在兩個相鄰域中可能具有相同的大小，對這兩個域進行劃分的順序也會對最終的網格產生很大的影響。需要注意的是，使用單個操作對多個域進行網格劃分時，計算機能夠
并行生成網格
。出于這些原因，建議使用盡可能少的操作。
三維示例
最后，我們將在三維模式下研究一個盒子內的線圈，以了解這些效果如何體現在更高級的幾何結構中。我們使用的是內置線圈幾何單導線線圈–矩形導線、跑道型、閉側，可在“AC/DC 模塊”的零件庫中找到。建模時，我們在線圈周圍添加一個盒子，并調整線圈，使一對線圈之間的區域變得非常窄，這意味著線圈之間需要非常細化的網格，來避免低質量單元。本例中，我們希望生成的網格為：盒子周圍的網格較粗，線圈中的網格較細，線圈之間窄區域的網格足夠細。
線圈幾何結構。放大視圖顯示了線圈匝之間的窄區域。
我們將全局大小節點設置為預定義值粗化值，然后開始創建網格劃分序列。為了在窄區域獲得足夠小的網格，我們必須調整最小單元大小參數，以便可以解析間距約為 1.7e-4m 的窄區域。通過在全局大小節點中選擇自定義并將最小單元大小設置為 2e-4m，就可以完成此操作，如下圖所示。接下來，添加兩個自由四面體網格操作，在第一個操作中選擇線圈，在第二個操作中選擇周圍的盒子。在作用于線圈的第一個自由四面體網格節點上，添加一個局部大小節點，并將它設置為預定義值常規。
全局大小節點設置為粗化，最小單元大小設置為自定義值 2e-4m。
在下圖中，我們可以看到類似于二維示例的結果：即使指定了較小的最小單元大小，窄區域的單元質量仍然非常差。同樣，這也是由網格劃分操作順序導致的。當通過第一個操作對線圈進行網格劃分時，周圍盒子中的窄區域不會對邊界上的單元大小產生約束。因此，邊界網格是根據線圈上指定的網格大小（即常規）生成的。對周圍的盒子進行網格劃分時，共享邊界的網格是固定的，因此窄區域中的網格單元只能為偏斜形狀。
首先對線圈進行網格劃分得到的網格。請注意，已經刪除了半個盒子和一個線圈，以方便查看。由于首先對線圈進行網格劃分，因此窄區域（紅色）中生成的四面體網格質量較差。
接下來，我們按照最佳實踐創建一個新的網格劃分序列。添加單個自由四面體網格操作并將它應用在整個幾何結構。我們在操作中添加一個局部大小節點，默認值為常規，設置域選擇為線圈（如下圖所示）。全局大小節點的設置與上一個序列相同。
局部大小節點指定代表線圈的域 2-11 的單元大小。
在創建這個網格劃分序列時，考慮到周圍的幾何結構，用非常細的網格對線圈邊界的邊界網格進行網格劃分。這樣，窄區域中生成的網格單元更細且質量更好。
同時對兩個域進行網格劃分得到的網格。由于整個幾何結構在一個操作中進行網格劃分，因此內部邊界上的網格比以前細得多，從而使窄區域中的單元質量更好。
總結
綜上所述，我們已經看到，網格劃分序列中的操作順序會對最終網格產生影響，這是因為生成的網格是固定的，所以來自前一個操作節點的任何網格都是后續操作的基礎。最佳的做法是使用盡可能少的操作，并添加全局或局部大小節點。此外，如果您需要在序列中進行多個操作（例如，想要使用不同的單元類型），考慮它們的順序非常重要。
