吃透COMSOL网格划分核心逻辑-从此告别“玄学仿真”

导读:上一篇文章物理场控制网格-揭秘COMSOL自动化网格的精妙逻辑,向读者朋友介绍COMSOL一键划分网格功能。本文就和读者朋友探索COMSOL二维网格生成器如何选择？更多内容请关注我原创首发仿真秀COMSOL前处理网格划分全解教程，详情见后文。

做仿真时，你是否也遇到过这些问题？

网格画完一跑仿真，结果震荡发散，根本找不到原因；
明明模型看起来简单，网格却越画越复杂，计算资源“爆表”；
导师/老板吐槽：“这网格精度够吗？别为了省时间糊弄！”  

别慌！这篇推文用“理论+案例+总结”，带你吃透COMSOL网格划分的核心逻辑，从此告别“玄学仿真”！  

在COMSOL中，二维网格生成器提供了以下四种网格类型，如下：

一、网格类型理论 

图1自由三角形网格

图2自由四边形网格

图3映射网格 

图4自由三角形网格+边界层

注意：自由四边形网格在COMSOL 中通常需要几何较为规则或者用户手动辅助分割才能成功生成；映射网格要求几何可被划分为规则区域（如矩形被均匀分割）；边界层网格本身不独立生成整体网格，而是叠加在已有网格（通常是三角形或四边形）之上，用于局部加密。  

二、实战案例  

通过对下图进行不同网格生成器进行网格划分，从生成结果及网格质量进行对比，如下图：该几何四个红色圆圈部分为弧线，其他线段均为直线。  

下面通过采用三种基础网格+边界层的方法进行划分：  

1）自由三角形网格+边界层

全局尺寸大小设置

边界层设置  

尺寸大小采用超细，边界层采用6层、拉伸因子1.3、总厚度2mm结果如下：三角形网格共计2426个、四边形989个，合计3415个网格  

自由三角形网格+边界层划分结果  

2）自由四边形网格+边界层  

与自由三角形网格一样，尺寸大小采用超细，边界层也采用6层、拉伸因子1.3、总厚度2mm结果如下：三角形网格共计8个、四边形1982个，合计1990个网格。与第一种划分对比，网格数量少了近42%。  

全局尺寸大小设置

边界层设置  

 自由三角形网格 +边界层划分结果  

3）映射网格   

出现报错信号：无法为域创建网格，只要原因是几何中出现了圆弧元素，导致无法划分，本本先不讲解如何进行切分后再进行划分，后续文章再慢慢细讲。  

映射网格划分结果  

4）网格质量进行对比  

第一和第二种网格划分结果的全局网格质量对比如下 

选取偏度进行对比，且采用逻辑表达式（偏度<0.5）,从结果显示，采用四边形网格的情况，偏度小于0.5的数量远远小于采用三角形网格。  

采用四边形网格偏度<0.5的结果  

采用三角形网格偏度<0.5的结果  

三、我的COMSOL网格划分专题
 

二维网格划分的详细对比，笔者所出的《COMSOL热流固磁仿真硬核技术（二）：前处理网格划分专题全解》进行了详细的总结，里面还有三维情况下的各大网络适用场景对比。在本案例中，很明显选择自由四面体网格划分明显好于自由三角形网格划分，但不代表自由三角形网格划分就无用武之地，存在即合理，后续会通过案例详细讲解。

本次先对二维情况下四大类型网格的适用场景总结，便于大家快速上手：

以下是我课程安排

第一章：软件概述及课程安排

• 第1讲：COMSOL课程体系介绍

• 第2讲：COMSOL软件功能及发展历程

第二章：网格认识

• 第4讲：对象、域、边界及网格类型的认识

第三章：二维网格划分

• 第5讲：二维网格生成器

• 第6讲：二维网格全局尺寸调整

• 第7讲：网格局部尺寸调整

• 第8讲：二维网格操作

• 第9讲：二维网格划分综合实例

第四章：三维网格划分

第10讲：三维网格生成器

第11讲：三维网格全局尺寸调整

第12讲：三维网格局部尺寸调整

第13讲：三维网格操作

第14讲：三维网格划分综合系例一

第15讲：三维网格划分综合案例二

第4章：网格高级操作

第16讲：联合体和装配体

第17讲：网格质量讲解

第18讲：网格剖分序列

第19讲：网格大小表达式

第20讲：根据物理场自动划分网格

第21讲：网格零件及文件操作

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《COMSOL热流固磁仿真硬核技术（二）：前处理网格划分专题全解》

来源：仿真秀App