1 什么是结构网格与非结构网格,两者有什么区别

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hongycxw

目前人们习惯利用网格形状对结构网格 (Structural Mesh) 与非结构网格 (Unstructral Mesh) 进行区分,往往称四边形及六面体网格为结构网格,而将结构网格之外的网格统统称之为非结构网格。虽然说这在大多数情况下不会有什么问题,但实际上如果深究的话,这种分类方式还是存在很多的问题。

那么,结构网格与非结构网格到底区别在哪里?

网格算法中的 "结构网格",指的是网格节点间存在数学逻辑关系,相邻网格节点之间的关系是明确的,在网格数据存储过程中,只需要存储基础节点的坐标而无需保存所有节点的空间坐标。如图 1 所示为典型的二维结构网格。对于二维结构网格,通常用 i、j 来代表 x   及 y   方向的网格节点(对于三维结构,利用 k 来代表 z   方向)。对于如图所示的网格,在进行网格数据存储的过程中,只需要保存 i =1,j= 1 位置的节点坐标以及 x、y 方向网格节点间距,则整套网格中任意位置网格节点坐标均可得到。需要注意的是,结构网格的网格间距可以不相等,但是网格拓扑规则必须是明确的,如节点(3,4)与(3,5)是相邻节点。

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图 1 二维结构网格示例

图 1 的网格也可以是非结构网格。如果在网格文件中存储的是所有节点的坐标及节点间连接关系的话,那么这套网格即非结构网格。因此,所有的结构网格均可以转化为非结构形式。相反,并非所有的非结构网格均能转化为结构网格形式,因为满足结构化的节点间拓扑关系不一定能够找得到。仅仅从网格形状来确定网格是结构网格还是非结构网格是不合适的,四边形和六面体网格也可以是非结构网格,这取决于它们的网格节点存储方式。

数值计算需要知道每一个节点的坐标,以及每一个节点的所有相邻节点。对于结构网格来说,在数值离散过程中,需要通过结构网格节点间的拓扑关系获得所有节点的几何坐标,而对于非结构网格,由于节点坐标是显式的存储在网格文件中,因此并不需要进行任何的解析工作。

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