對於大型模擬應選擇四面體網格還是六面體網格？

原文出處：技術鄰作者技術鄰Athenahttp://http://www.jishulink.com/content/post/300049

四面體網格劃分簡單，但精度不高，且網格數量大。

六面體網格劃分需耗費大量的時間，且對網格劃分經驗要求高，但網格數量較少，可節省計算時間且精度高。

那麼對於大型模擬，是選擇四面體網格佳，還是六面體網格佳？

就這一問題，技術鄰平台各路豪傑顧抒己見，分享了自己的經驗之談。

• 總的來說，四面體網格和六面體網格從不同的角度各有各的優勢，在進行大型模擬的時候需根據想獲得的結果擇優，或者結合使用，相輔相成。專家君莫從各個角度，較詳盡的表達了自己的觀點。

君莫

1.說說計算精度

有限元中，為了提高計算精度，一種辦法是增加離散單元的數量，另一種就是使用更高精度的單元，比如六面體或者高階單元，一般的商業軟體，均採用h單元，最高階才到2階，只有少數有限元軟體採用p收斂的高階單元。所以從理論上講，為了提高計算精度，使用更多的四面體網格和使用較少的高階六面體網格這兩種方法都可以實現。

2.實際工程應用

上述兩種方法也各有優缺點，四面體精度差，但是適應性強，六面體精度相對較高，但是很多很多複雜零件是很難完全用六面體網格離散的。這時候就不得不使用四面體網格進行離散。

3.折中考慮

在有些商業有限元軟體中，可以實現四面體與六面體網格的耦合，比如在需要重點考慮的部位，通過幾何切分，將其切分為規則體。然後劃分六面體網格，在不太關心的位置使用四面體進行離散。兩種網格的分界面通過綁定等進行約束。

4.未來趨勢

(1)升階譜有限元 採用高階形函數，即高階單元，比如，5階，8階單元 這樣即使採用四面體同樣也能獲得很高的精度。

(2)無網格法，避免拉格朗日網格嚴重變形帶來的精度降低問題，這裡已經沒有四面體六面體的概念了。

?????? 亂侃一通，哈哈 從精度角度看自然是六面體網格

• 1、從實際工程應用角度考慮：四面體網格和六面體網格各有優缺點，可根據不同工程應用擇優選擇。

異色天空

六面體網格當然會優於四面體，但是劃分過程相對複雜。四面體網格不能說計算結果不精確，劃分的好的話結果還是不錯的，對於流體分析尤其考慮邊界層的情況六面體網格是首選。

jocundhang

對於低階單元，六面體的精度確實比四面體的高很多，網格數量也會少很多；但四面體單元也有它的好處，網格局部加密比較容易實現，這對於捕捉高應力梯度（或其他重要參數梯度）的位置特別重要。對於高階單元，IBM的研發人員A.O. Cifuentes A.Kalbag 在他的文章「 A Performance Study of Tetrahedral Elements in 3D Finite Element Structural Analysis」中對一階四面體單元、二階四面體單元以及六面體單元做了詳細的對比，在比較了不同受力行為，包括彎曲，剪切，扭轉，軸向變形等工況後，表明二階四面體單元和六面體單元有著相同的精度。 因此，視具體模型，可對網格劃分時間和計算時間等進行權衡後再選擇單元類型

智創模擬

這是一個時間和效率的問題，可以簡單概括的這樣想：一個分析的總時間=前處理+求解計算+後處理，如果用四面體，前處理時間減少，但是通常情況下求解計算+後處理的時間就會相應增多；用六面體則反之，所以可以理解為時間總是會花那麼多，就看你能夠承受把時間花費在哪個階段。（以上討論是基於四面體和六面體求解精度相當的情況下，一階六面體和二階四面體的結果通常情況下可以認為相當。），還有幾種情況不在討論範圍之內，網格美觀強迫症和時間成本忽略不計者。

• 2、折中考慮：對於複雜的模擬使用四面體網格和六面體網格結合的方式。

teve_zheng

對於流體計算，現在可以選擇的網格類型很多，針對不規則的大模型一般用六面體為核心的混合單元，網格數量會大大減少，近壁面用四面體，大空間區域六面體，然後用金字塔單元連接；對於cfx現在主要分區域用四面體與六面體混合來做，對於star ccm一般會用多面體或者trim單元來做，會比純四面體少3/4的網格

晴兒_fairylovefairy

網格的選擇不能盲目追求六面體的好看，不能就說四面體太省事，精度絕對不好。一個完美的網格，不是所有位置都做成六面體。而是要平衡時間、計算量、精度三者之間的關係。對於複雜體，首先要判斷自己的模型哪裡是敏感區域，哪裡是非敏感區域。判斷不了的可以爬去看書了。敏感區域可以考慮單獨切分做六面體，因為這裡往往是梯度比較大的地方，可能對於六面體來說計算會更精確，非敏感區域，如果沒有特殊要求（有的計算必須做六面體）自然可以採用四面體。但是不得不說一句。根據經驗，對於拓撲結構特別複雜的區域，四面體的網格質量往往比六面體更好。這是因為四面體強大的適應性可以幾乎適應任意的複雜結構。 對於電磁計算而言，除非要計算肌膚效應，除非有模型規則的，你不用六面體都不好意思，四面體去搞吧！

小魏

劃分網格的類型首先是看所研究工程問題的需要，當需要解決的工程問題是一個大致範圍並且情況比較緊迫時，四面體網格是首選；相反則選用六面體網格。第二，可以將四面體與六面體聯合解決工程問題，利用四面體網格找出問題出現的位置，然後再提取子模型並對子模型劃分六面體網格，這樣在精度和效率方面都能有所補償。

以上引用觀點均來自於技術鄰熱帖「討論/對於大型模型你是選擇四面體網格還是六面體網格？」。

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