【流体】| ANSYS meshing 网格划分之 - 入门7 - 网格质量判断

网格划分完之后，当然少不了要查看网格的质量，判断网格是否能用于流体仿真。在ANSYS Meshing中，提供了8种网格质量判断方法，当然不是说每一种方法都需要掌握，只需要掌握常用的一两种判断方法即可。

其实，在ANSYS Meshing中的这8种网格质量判断方法，在其他网格划分软件中也是一样适用，例如ICEM等。

1. Element Quality

2. Aspect Ratio 

3. Jacobian Ratio

4. Warping Factor

5. Parallel Deviation

6. Maximum Corner Angle

7. Skewness

8. Orthogonal Quality 

首先，看下在ANSYS Meshing中如何查看网格质量。当网格划分完后，点击软件左侧设计树的Mesh，在下方的Details中展开Statistics统计功能按钮，在Mesh Metrics的下拉菜单中选择一个网格质量判据。那么在软件图形显示窗口正下方出现一张柱状表，这个就是这次网格划分后的网格质量了。 

在网格质量表中，你可以鼠标点击表中的柱状条，然后图形显示窗口中就会显示你点中相对于的网格在几何中的分布了。例如，在下图中，用鼠标左键单击质量分布图中网格最差的0.23处的柱状条，那么在图形窗口中就只显示网格质量为0.23的网格分布了。这样我们就可以对此处的网格进行局部加密或者局部调整参数后重新划分，提高网格质量。 

在Mesh Metrics窗口柱状图左上方处，你会发现有一个Controls按钮，如上图。点击此按钮，那么就进入了柱状图显示的控制了，如控制X/Y轴的范围，统计哪些类型的网格等等，从下图可以看出，有四个方面可以设置。设置后点击右上方黑色的打叉，就退出Control并且软件更新统计显示图形。 

接下来就开始讲网格质量判据吧。下面以最简单明了的方式介绍，因为对于绝大部分仿真人员来说，需要知道每个质量判据的物理意义和如何判据，至于每个判据如何计算到不用关心。

一、Element Quality

单元质量，数值显示：0-1。0：网格质量最差。1：网格质量最好。

计算公式有两个，分布对应二维网格和三维网格： 

二、Aspect Ratio 

纵横比，数值大于1。1代表网格质量最好。 

三、Jacobian Ratio

雅可比，数值大于1。1代表网格质量最好。 

四、Warping Factor

扭曲因子。数值大于0。0代表网格质量最好。数值越高，扭曲程度越大。 

五、Parallel Deviation

平行误差。数值大于0°。 0°代表网格质量最好。

六、Maximum Corner Angle

最大拐角。计算三角形或四边形的最大内角，最大值接近180°。对于三角形来说，最好的数值是60°；对于四边形来说，最好的数值是90°。 

七、Skewness

偏斜。首要网格质量判据之一。数值0-1，越靠近0越好。 

偏斜图形示意图如下： 

八、Orthogonal Quality

正交质量。数值是0-1，数值1代表最好，0代表最差。 

上面已经介绍完网格质量判据了。每个质量判据省去了计算方法的介绍，这是为了方便收藏和查阅。

对于不同网格类型（如四面体网格，六面体网格，三角形网格等等），它们对于网格质量要求不一样。 

对于不同的求解物理类型（例如导热、电磁分析、流体分析等等）来说，对于网格质量要求也不一样。 

具体到网格质量，到底是数值多少才能比较合适做分析呢？这个上面两张图是给出一个质量需求的大体趋势。对于上面每一项质量判据，选取一两项作为常用判据即可，不要出现数值最差的网格。

例如，有的人常用Skewness检查，数值越小越好，当对于大于0.85可能要斟酌下网格能否用，大于0.95可能导致收敛困难。

再例如，在流动核心区（远离壁面的区域）内应避免纵横比大于5∶1。对于边界层内的四边形、六面体与楔形节点，纵横比需小于10∶1。涉及传热的计算，最大纵横比应小于35∶1。

这些都是不同的个人经验，对于不同的仿真物理情况，这个值可能也就不一样。但是总的来说，网格质量要偏向每个质量判据最好的一边。

好的网格，应该：

1、能够求解所研究的问题

2、具有求解器能够接受的网格质量

3、基于问题简化网格

4、适合项目要求

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