3. 前处理-网格划分：网格类型、质量要求与实战技巧

网格划分这事儿，说难不难，说简单也不简单。我见过太多仿真报告，结果算得挺漂亮，一查网格质量，惨不忍睹。那种报告，说白了就是「垃圾进，垃圾出」。今天咱们就把这块掰开了揉碎了讲清楚。

3.1 网格类型：四面体 vs 六面体

先聊聊最常见的两种网格。你想想看，四面体像什么？像切开的西瓜块。六面体呢？像整齐的豆腐块。各有各的脾气。

四面体网格（Tetrahedron）

• 优点：自动划分能力强。再复杂的几何，丢进去就能出网格。我刚开始做铸造仿真那会儿，遇到带复杂倒角、小圆角的铸件，四面体简直是救星。
• 缺点：同样的尺寸，四面体数量比六面体多得多。计算量上去了，精度反而未必更好。
• 适用场景：复杂几何、薄壁结构、局部细化区域。

六面体网格（Hexahedron）

• 优点：计算效率高，精度好。同样的计算资源，六面体可以算得更准。我在做大型铸钢件仿真时，能划六面体就尽量划六面体。
• 缺点：划分费劲。复杂几何需要切块、映射，有时候折腾半天还不如四面体来得快。
• 适用场景：规则几何、需要高精度的区域、大规模计算。

3.2 网格质量要求

网格不是画出来就完事了。质量不过关，算出来的结果你敢信？我给大家列几个关键指标，都是实战中必须盯死的。

指标	要求	说明
长宽比（Aspect Ratio）	一般 < 5，复杂区域 < 10	太扁或太长的网格，计算容易发散
扭曲度（Skewness）	四面体 < 0.85，六面体 < 0.75	越接近0越好，超过0.95基本不能用
正交质量（Orthogonal Quality）	> 0.15	太小的正交质量会导致收敛困难
雅可比（Jacobian Ratio）	> 0.7	负雅可比意味着网格自相交，必须修复

3.3 网格划分实战技巧

光讲理论没意思，来点干货。这些技巧都是我这些年一点点攒下来的。

技巧一：先粗后细，逐步加密

别一上来就划细网格。先粗划一遍，看看结果趋势对不对。趋势对了，再在关键区域加密。这样做的好处是：省时间，而且不容易出错。

技巧二：关注温度梯度大的区域

铸造仿真里，温度变化剧烈的地方（比如冒口根部、厚薄壁过渡区）必须加密。我一般会在这些区域设置至少3层边界层网格。

技巧三：避免网格突变

从粗网格到细网格，过渡要平缓。突然从10mm跳到1mm，计算时容易产生数值振荡。我习惯用1.2~1.5的增长率慢慢过渡。

技巧四：善用虚拟拓扑

有些小特征（比如0.5mm的倒角）对结果影响不大，但会严重破坏网格质量。这时候可以用虚拟拓扑把它们「抹掉」。嗯，这里要注意：抹掉之前先确认它们真的不重要。

3.4 网格划分知识体系

下面这张图是我自己整理的网格划分知识框架，大家可以照着这个思路来学习。

这张图把网格划分的核心内容串起来了。左边是类型选择，中间是质量把控，右边是实战技巧。三者缺一不可。