非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格仿真的案例
基于非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格的仿真——太湖之光上的巨大挑戰(zhàn)
背 景
在過去數(shù)十年中非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格被廣泛應(yīng)用于工業(yè)仿真領(lǐng)域，例如著名商業(yè)CFD軟件Fluent以及開源CFD軟件OpenFOAM都采用了基于非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格的有限體積法，而大多數(shù)結(jié)構(gòu)分析軟件例如Abaqus、Nastran等都采用了基于非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格的有限元法。非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格的流行不是沒有原因的。幾乎所有的工程幾何結(jié)構(gòu)都是非常復(fù)雜的，結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格雖然在精度和收斂性等方面有優(yōu)勢，但復(fù)雜幾何高質(zhì)量結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格生成的難度和效率卻限制了其通用性。相反，非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格以其生成快速和適應(yīng)復(fù)雜幾何的特性，成為工業(yè)仿真領(lǐng)域的主流。
結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格（上）與非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格（下）
挑 戰(zhàn)
由于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的原因，非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格相比于結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格，其算法計(jì)算訪存比更低，同時(shí)訪存更加離散。另一方面，隨著超級計(jì)算機(jī)架構(gòu)演變，相較浮點(diǎn)性能的大幅提升，內(nèi)存帶寬日益成為瓶頸，讓非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格仿真計(jì)算更加受限。架構(gòu)演變也催生了多樣的編程模型和加速庫。在太湖之光等先進(jìn)超級計(jì)算機(jī)上，對非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格算法進(jìn)行優(yōu)化加速，往往十分復(fù)雜且開發(fā)量巨大。這四方面的問題，讓非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格仿真計(jì)算在太湖之光上的性能，成為一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。
太湖之光上非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格“四大問題”
離散訪存：非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格不同于結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格，其相關(guān)數(shù)據(jù)在內(nèi)存中無法以規(guī)則的方式存儲，導(dǎo)致訪問具有分散和不連續(xù)的特性。換句話說，在仿真計(jì)算中，我們需要進(jìn)行大量的臨近插值積分，但是非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格單元的鄰居卻無法像結(jié)構(gòu)網(wǎng)格一樣連續(xù)規(guī)則地在內(nèi)存中找到。離散訪存的結(jié)果，就是讓連續(xù)獲取數(shù)據(jù)中有大量無效數(shù)據(jù)，或者只能跳躍地獲取數(shù)據(jù)片段，從而損失有效的內(nèi)存帶寬。
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一、背景
在過去數(shù)十年中非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格被廣泛應(yīng)用于工業(yè)仿真領(lǐng)域，例如著名商業(yè)CFD軟件Fluent以及開源CFD軟件OpenFOAM都采用了基于非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格的有限體積法，而大多數(shù)結(jié)構(gòu)分析軟件例如Abaqus、Nastran等都采用了基于非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格的有限元法。非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格的流行不是沒有原因的。幾乎所有的工程幾何結(jié)構(gòu)都是非常復(fù)雜的，結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格雖然在精度和收斂性等方面有優(yōu)勢，但復(fù)雜幾何高質(zhì)量結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格生成的難度和效率卻限制了其通用性。相反，非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格以其生成快速和適應(yīng)復(fù)雜幾何的特性，成為工業(yè)仿真領(lǐng)域的主流。
結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格（上） 與非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格（下）
二、挑戰(zhàn)
由于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的原因，非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格相比于結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格，其算法計(jì)算訪存比更低，同時(shí)訪存更加離散。另一方面，隨著超級計(jì)算機(jī)架構(gòu)演變，相較浮點(diǎn)性能的大幅提升，內(nèi)存帶寬日益成為瓶頸，讓非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格仿真計(jì)算更加受限。架構(gòu)演變也催生了多樣的編程模型和加速庫。在太湖之光等先進(jìn)超級計(jì)算機(jī)上，對非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格算法進(jìn)行優(yōu)化加速，往往十分復(fù)雜且開發(fā)量巨大。這四方面的問題，讓非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格仿真計(jì)算在太湖之光上的性能，成為一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。
太湖之光上非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格“四大問題”
離散訪存：
非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格不同于結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格，其相關(guān)數(shù)據(jù)在內(nèi)存中無法以規(guī)則的方式存儲，導(dǎo)致訪問具有分散和不連續(xù)的特性。換句話說，在仿真計(jì)算中，我們需要進(jìn)行大量的臨近插值積分，但是非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格單元的鄰居卻無法像結(jié)構(gòu)網(wǎng)格一樣連續(xù)規(guī)則地在內(nèi)存中找到。離散訪存的結(jié)果，就是讓連續(xù)獲取數(shù)據(jù)中有大量無效數(shù)據(jù)，或者只能跳躍地獲取數(shù)據(jù)片段，從而損失有效的內(nèi)存帶寬。
展開 CFD結(jié)構(gòu)網(wǎng)格與非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格的真相
對于結(jié)構(gòu)網(wǎng)格來說，在數(shù)值離散過程中，需要通過結(jié)構(gòu)網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)間的拓?fù)潢P(guān)系獲得所有節(jié)點(diǎn)的幾何坐標(biāo)，而對于非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格，由于節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)是顯式的存儲在網(wǎng)格文件中，因此并不需要進(jìn)行任何的解析工作。
非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格求解器只能讀入非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格，結(jié)構(gòu)網(wǎng)格求解器只能讀入結(jié)構(gòu)網(wǎng)格。因?yàn)?em>非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格求解器缺少將結(jié)構(gòu)網(wǎng)格的幾何拓?fù)湟?guī)則映射得到節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)的功能，而結(jié)構(gòu)網(wǎng)格求解器無法讀取非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格，則是由于非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格缺少節(jié)點(diǎn)間的拓?fù)湟?guī)則。當(dāng)前完全的結(jié)構(gòu)網(wǎng)格求解器已經(jīng)不多了（一些古老的有限差分求解器可能還存在），大多數(shù)的求解器為非結(jié)構(gòu)求解器，因此網(wǎng)格導(dǎo)出形式常常是非結(jié)構(gòu)的。
因此，對于網(wǎng)格類型：
非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格或結(jié)構(gòu)網(wǎng)格與網(wǎng)格存儲方式有關(guān)，與網(wǎng)格的形狀無關(guān)。
輸出什么類型的網(wǎng)格，取決于目標(biāo)求解器支持什么類型的網(wǎng)格。
展開 結(jié)構(gòu)網(wǎng)格和非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格的區(qū)別
結(jié)構(gòu)網(wǎng)格就是在一定區(qū)域內(nèi)的網(wǎng)格點(diǎn)可以用統(tǒng)一的編號，比如三維的網(wǎng)格點(diǎn)可以用連續(xù)i，j，k唯一標(biāo)志并且可以表達(dá)相互之間的位置關(guān)系，比較節(jié)約存儲空間，利于編程計(jì)算，但對復(fù)雜流場的適應(yīng)性較差；非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格一般是每個(gè)單獨(dú)的網(wǎng)格單元都有獨(dú)立的編號，并且最后要附加一個(gè)全場的總編號來確定每個(gè)單獨(dú)網(wǎng)格之間的關(guān)系，占用的存儲空間較大，編程比較麻煩，但是對復(fù)雜流場的適應(yīng)性較好。
結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格和非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格
到目前為止，結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格技術(shù)發(fā)展得相對比較成熟，而非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格技術(shù)由于起步較晚，實(shí)現(xiàn)比較困難等方面的原因，現(xiàn)在正在處于逐漸走向成熟的階段。下面就簡要介紹一些這方面的情況。
1.1結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格
從嚴(yán)格意義上講，結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格是指網(wǎng)格區(qū)域內(nèi)所有的內(nèi)部點(diǎn)都具有相同的毗鄰單元。結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格生成技術(shù)有大量的文獻(xiàn)資料。結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格有很多優(yōu)點(diǎn):
1.它可以很容易地實(shí)現(xiàn)區(qū)域的邊界擬合，適于流體和表面應(yīng)力集中等方面的計(jì)算。
2.網(wǎng)格生成的速度快。
3.網(wǎng)格生成的質(zhì)量好
4.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)簡單
5.對曲面或空間的擬合大多數(shù)采用參數(shù)化或樣條插值的方法得到，區(qū)域光滑，與實(shí)際的模型更容易接近。
它的最典型的缺點(diǎn)是適用的范圍比較窄。尤其隨著近幾年的計(jì)算機(jī)和數(shù)值方法的快速發(fā)展，人們對求解區(qū)域的復(fù)雜性的要求越來越高，在這種情況下，結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格生成技術(shù)就顯得力不從心了。
結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格的生成技術(shù)只要有：代數(shù)網(wǎng)格生成方法。主要應(yīng)用參數(shù)化和插值的方法，對處理簡單的求解區(qū)域十分有效。
PDE網(wǎng)格生成方法。主要用于空間曲面網(wǎng)格的生成。
1.2非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格
同結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格的定義相對應(yīng)，非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格是指網(wǎng)格區(qū)域內(nèi)的內(nèi)部點(diǎn)不具有相同的毗鄰單元。即與網(wǎng)格剖分區(qū)域內(nèi)的不同內(nèi)點(diǎn)相連的網(wǎng)格數(shù)目不同。從定義上可以看出，結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格和非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格有相互重疊的部分，即非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格中可能會包含結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格的部分。
非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格技術(shù)從六十年代開始得到了發(fā)展,主要是彌補(bǔ)結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格不能夠解決任意形狀和任意連通區(qū)域的網(wǎng)格剖分的缺欠.到90年代時(shí),非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格的文獻(xiàn)達(dá)到了它的高峰時(shí)期.由于非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格的生成技術(shù)比較復(fù)雜,隨著人們對求解區(qū)域的復(fù)雜性的不斷提高,對非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格生成技術(shù)的要求越來越高.從現(xiàn)在的文獻(xiàn)調(diào)查的情況來看,非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格生成技術(shù)中只有平面三角形的自動生成技術(shù)比較成熟（邊界的恢復(fù)問題仍然是一個(gè)難題，現(xiàn)在正在廣泛討論）,平面四邊形網(wǎng)格的生成技術(shù)正在走向成熟。
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非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格求解器只能讀入非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格，結(jié)構(gòu)網(wǎng)格求解器只能讀入結(jié)構(gòu)網(wǎng)格。因?yàn)?em>非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格求解器缺少將結(jié)構(gòu)網(wǎng)格的幾何拓?fù)湟?guī)則映射得到節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)的功能，而結(jié)構(gòu)網(wǎng)格求解器無法讀取非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格，則是由于非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格缺少節(jié)點(diǎn)間的拓?fù)湟?guī)則。當(dāng)前完全的結(jié)構(gòu)網(wǎng)格求解器已經(jīng)不多了（一些古老的有限差分求解器可能還存在），大多數(shù)的求解器為非結(jié)構(gòu)求解器，因此網(wǎng)格導(dǎo)出形式常常是非結(jié)構(gòu)的。
因此，對于網(wǎng)格類型：
1.非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格或結(jié)構(gòu)網(wǎng)格與網(wǎng)格存儲方式有關(guān)，與網(wǎng)格的形狀無關(guān)。
2.輸出什么類型的網(wǎng)格，取決于目標(biāo)求解器支持什么類型的網(wǎng)格。
轉(zhuǎn)自公眾號——ANSYS學(xué)習(xí)與應(yīng)用
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從總體上來說，數(shù)值仿真計(jì)算中采用的網(wǎng)格可以大致分為結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格和非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格兩大類。
1。結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格
結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格是指網(wǎng)格區(qū)域內(nèi)所有的內(nèi)部點(diǎn)都具有相同的毗鄰單元,為六面體；在拓?fù)?em>結(jié)構(gòu)上矩形區(qū)域內(nèi)的均勻網(wǎng)格，其節(jié)點(diǎn)定義在每一層的網(wǎng)格線上，且每一層上節(jié)點(diǎn)數(shù)都相等，但這樣復(fù)雜外形的貼體網(wǎng)格生產(chǎn)比較困難。
優(yōu)點(diǎn)：
在結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格中，每一個(gè)節(jié)點(diǎn)及控制容積的幾何信息必須加以存儲，但該節(jié)點(diǎn)的鄰點(diǎn)關(guān)系則是可以依據(jù)網(wǎng)格編號的規(guī)律而自動得出的，因此數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)簡單，不必專門存儲這類信息，這是結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格的一大優(yōu)點(diǎn)；除此外，還具有的優(yōu)點(diǎn)是：1：網(wǎng)格生成的速度快；2：網(wǎng)格生成的質(zhì)量好；3：對曲面或空間的擬合大多數(shù)采用參數(shù)化或樣條插值的方法得到，區(qū)域光滑，與實(shí)際的模型更容易接近。它可以很容易地實(shí)現(xiàn)區(qū)域的邊界擬合，適于流體和表面應(yīng)力集中等方面的計(jì)算。
缺點(diǎn)
適用的范圍比較窄，只適用于形狀規(guī)則的圖形。
2。非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格
非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格是指網(wǎng)格區(qū)域內(nèi)的內(nèi)部點(diǎn)不具有相同的毗鄰單元，可以是多種形狀，四面體（也就三角的形狀），六面體，棱形，也可以是六面體。與網(wǎng)格剖分區(qū)域內(nèi)的不同內(nèi)點(diǎn)相連的網(wǎng)格數(shù)目不同。
優(yōu)點(diǎn)
非結(jié)構(gòu)畫網(wǎng)格沒有規(guī)則的拓?fù)?em>結(jié)構(gòu)，也沒有層的概念。網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)的分布是隨意的，因此具有靈活性，
缺點(diǎn)：
計(jì)算時(shí)需要較大的內(nèi)存。
3。計(jì)算精度主要在于網(wǎng)格的質(zhì)量（正交性，長寬比），并不決定于拓?fù)洹?來源：流體空間
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1、基于非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格的仿真——太湖之光上的巨大挑戰(zhàn)
作者：神工坊
鏈接：https://www.yqgqt.org.cn/content/post/1815089
在過去數(shù)十年中非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格被廣泛應(yīng)用于工業(yè)仿真領(lǐng)域，例如著名商業(yè)CFD軟件Fluent以及開源CFD軟件OpenFOAM都采用了基于非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格的有限體積法，而大多數(shù)結(jié)構(gòu)分析軟件例如Abaqus、Nastran等都采用了基于非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格的有限元法。非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格的流行不是沒有原因的。幾乎所有的工程幾何結(jié)構(gòu)都是非常復(fù)雜的，結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格雖然在精度和收斂性等方面有優(yōu)勢，但復(fù)雜幾何高質(zhì)量結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格生成的難度和效率卻限制了其通用性。相反，非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格以其生成快速和適應(yīng)復(fù)雜幾何的特性，成為工業(yè)仿真領(lǐng)域的主流。
2、從汶川大地震到河南洪澇，論數(shù)字孿生對城市規(guī)劃與應(yīng)急救援的重要性
作者：深圳市優(yōu)飛迪科技有限公司
鏈接：https://www.yqgqt.org.cn/content/post/1815498
隨著IOT物聯(lián)網(wǎng)、5G、云計(jì)算、虛擬現(xiàn)實(shí)、AI人工智能等技術(shù)的普及，人們對“智慧城市”或“數(shù)字城市”已經(jīng)不再陌生。但將工程仿真技術(shù)應(yīng)用于城市規(guī)劃以及應(yīng)急救援領(lǐng)域以應(yīng)對自然災(zāi)害就顯得很比較陌生了。今天小優(yōu)除了呼吁為“河南加油”外，還科普一下城市仿真規(guī)劃與應(yīng)急救援的話題。
3、【經(jīng)驗(yàn)分享】用Abaqus模擬出吉他聲音？
作者：
USim
鏈接：https://www.yqgqt.org.cn/content/post/1815165
入行CAE很久了，我斗膽來談?wù)勥@方面的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)吧，因?yàn)榭傆信笥蚜粞詥柶?，今天我來回?yīng)一下。
展開 關(guān)于結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格和非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格的適用性問題
關(guān)于結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格和非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格的適用性問題。有些前輩認(rèn)為，數(shù)值計(jì)算中應(yīng)采用結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格，如果非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格則計(jì)算結(jié)果將“慘不忍睹”。搞壓氣機(jī)計(jì)算的同行也認(rèn)為，必須用結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格。然而， 對復(fù)雜的計(jì)算域，如果采用結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格必然造成網(wǎng)格質(zhì)量的急劇下降，扭曲加大等問題。我覺得這時(shí)，不如采用非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格。諸位，請?zhí)岢鲎约旱囊庖?下面是各位的意見。
我是這樣看的：非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格使用很方便，外型越復(fù)雜就越顯示出其優(yōu)越性；至于計(jì)算結(jié)果的精度，就要看非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格在單元網(wǎng)格面、體積處理上方法是不是比結(jié)構(gòu)網(wǎng)格要差。就fluent軟件，它是用體積積分法求解雷諾平均方程的，在單元網(wǎng)格面、體積處理上方法好像是按非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格方法處理的。你就是按結(jié)構(gòu)網(wǎng)格方法來生成網(wǎng)格，進(jìn)入fluent中，進(jìn)行數(shù)值計(jì)算時(shí)都是按非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格來處理，所以在fluent中，你用結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格方法生網(wǎng)格，和用非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格計(jì)算沒多大區(qū)別！我說說我個(gè)人看法.
計(jì)算精度，主要在于網(wǎng)格的質(zhì)量（正交性，長寬比等），并不決定于拓?fù)洌ㄊ?em>結(jié)構(gòu)化還是非結(jié)構(gòu)化）。
例如同樣的2d的10×10的正交網(wǎng)格，fluent采用非結(jié)構(gòu)化方式對網(wǎng)格編號，另一種軟件按結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格處理，如果其它條件相同，二者的精度應(yīng)該是一樣的。
我們通常所說的非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格，第一映象就是網(wǎng)格質(zhì)量差，不正交的，編排無規(guī)律的網(wǎng)格的三角形網(wǎng)格或四面體網(wǎng)格，實(shí)際上一個(gè)二維區(qū)域的三角形網(wǎng)格，如果控制得好（如相鄰控制體中心的連線與公共邊基本接近正交的話），其不結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格（網(wǎng)格正交性好）的精度是一致的.
我個(gè)人感覺采用結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格還是非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格，主要看解決什么問題，如果是無粘歐拉方程的話，只要合理布局，結(jié)構(gòu)和非結(jié)構(gòu)都能得到較為理想的結(jié)果。但如果涉及到粘性影響的話，尤其在壁面處，結(jié)構(gòu)網(wǎng)格有一定優(yōu)勢，并且其對外形適應(yīng)性差的缺點(diǎn)，也可以通過多塊拼接網(wǎng)格解決。
展開 Delft3d結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格轉(zhuǎn)MIKE非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格存儲
/// 將delft網(wǎng)格及水深文件轉(zhuǎn)成DHI的mesh文件
///
/// delft網(wǎng)格文件
/// delft水深文件
/// DHI的mesh文件
public static void CM2FM(string grdfile,string elefile,string meshfile)
{
StreamReader sr = new StreamReader(grdfile);
System.Text.RegularExpressions.Regex regx = new System.Text.RegularExpressions.Regex(@" +|[\r\n]+|ETA=");
string line = sr.ReadLine();
while ((line.StartsWith("*")))
line = sr.ReadLine();
line =sr.ReadLine();
string[] tmp = regx.Split(line.Trim());
sr.ReadLine();
int ig = int.Parse(tmp[0]);
int jg = int.Parse(tmp[1]);
double[,] xpt = new double[ig, jg];
double[,] ypt = new
展開 [轉(zhuǎn)貼]關(guān)于結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格和非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格的適用性問題的討論
轉(zhuǎn)自：傲雪論壇
有些前輩認(rèn)為，數(shù)值計(jì)算中應(yīng)采用結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格，如果非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格則計(jì)算結(jié)果將“慘不忍睹”。搞壓氣機(jī)計(jì)算的同行也認(rèn)為，必須用結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格。然而， 對復(fù)雜的計(jì)算域，如果采用結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格必然造成網(wǎng)格質(zhì)量的急劇下降，扭曲加大等問題。我覺得這時(shí)，不如采用非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格。諸位，請?zhí)岢鲎约旱囊庖?/span>
ICEM劃分結(jié)構(gòu)+非結(jié)構(gòu)的混合網(wǎng)格處理方法的操作視頻，幾何文件以及網(wǎng)格文件 ￥20
配有幾何模型，可跟隨視頻實(shí)際操作
【代碼分享-04-Delft3d結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格轉(zhuǎn)MIKE非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格存儲及Delft3D、MIKE網(wǎng)格生成前處理GIS數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換
///
/// 將GIS的線矢量shp文件轉(zhuǎn)換為MIKE網(wǎng)格繪制需要的邊界xyz文件（格式為：x y connectivity）
///
///
///
public static void Shp2xyz(string shpfile, string xyzfile)
{
if (File.Exists(shpfile))
{
//存儲所有線段的坐標(biāo)點(diǎn)
List<</SPAN>IList<</SPAN>Coordinate>> lstpts = new List<</SPAN>IList<</SPAN>Coordinate>>();
IFeatureSet fs = FeatureSet.Open(shpfile);
IFeatureList lstf = fs.Features;
foreach (Feature f in lstf)
{
lstpts.Add(f.Coordinates);
}
//寫x,y,connectivity格式ascii文件
StringBuilder sb = new StringBuilder();
int idx = 1;
foreach (IList<</SPAN
展開 組合結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格：CFD 工程師的圣杯
換句話說，對用戶來說好處是立竿見影的：不再需要從結(jié)構(gòu)化到非結(jié)構(gòu)化的轉(zhuǎn)換，從網(wǎng)格到求解器的轉(zhuǎn)換是直接的，并且流求解器使用結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格的最佳組合！
關(guān)于CFD網(wǎng)格結(jié)構(gòu)化與非結(jié)構(gòu)化
拓?fù)淦鋵?shí)就是房子的結(jié)構(gòu)。這么理解拓?fù)浔容^容易些，以后認(rèn)識多了，就能徹底通了。
生成結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格的軟件gridgen,icem等等都是需要你去建立拓?fù)洌簿褪?em>結(jié)構(gòu)，然后軟件好根據(jù)你的機(jī)構(gòu)來建立網(wǎng)格，或者砌磚頭，呵呵。
非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格的生成相對簡單，四面體網(wǎng)格基本就是簡單的填充。非結(jié)構(gòu)化六面體網(wǎng)格生成還有些復(fù)雜的。但仍然比結(jié)構(gòu)化的建立拓?fù)浜唵味唷１热鏶ambit的非結(jié)構(gòu)化六面體網(wǎng)格是建立在從一個(gè)面到另外一個(gè)面掃描(sweep)的基礎(chǔ)上的。Numeca公司的hexpress的非結(jié)構(gòu)化六面體網(wǎng)格是用的一種吸附的方法。反正你還是要花點(diǎn)功夫。
另外一點(diǎn)就是，結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格可以直接應(yīng)用于各種非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格的CFD軟件，比如你在gridgen里面生成了一個(gè)結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格，用fluent讀入就可以了。fluent是非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格CFD軟件，它會忽略那些結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格的結(jié)構(gòu)信息（也就是B,I,J,K），當(dāng)成簡單的非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格讀入。非結(jié)構(gòu)化六面體網(wǎng)格就不能用在結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格的CFD求解器了。
結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格仍然是CFD工程師的首選。非結(jié)構(gòu)化六面體網(wǎng)格也還湊合，四面體網(wǎng)格我就不喜歡了。數(shù)量多，計(jì)算慢，后處理難看。簡單說，如果非結(jié)構(gòu)化即快又好，結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格早就被淘汰了。
總結(jié)一下：
結(jié)構(gòu)化六面體：建立拓?fù)洌ㄋ熊浖ridgen,icem什么的都是一種拓?fù)涓拍?，界面不一樣罷了），生成網(wǎng)格
非結(jié)構(gòu)化六面體：學(xué)習(xí)軟件，gambit用掃描方法，hexpress用吸附方法，按照步驟就行了。
非結(jié)構(gòu)化四面體：簡單，看兩頁教程，搞定，就是簡單填充，沒什么技術(shù)含量！
其他非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格，棱形等等：學(xué)習(xí)軟件，按照步驟，很容易。
不管用什么網(wǎng)格軟件，我們最好有比較扎實(shí)的CAD(pro/e, solidworks, UG什么的)基礎(chǔ)。熟練的CAD技術(shù)太重要了。
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