想要得到规整有序的六面体网格吗？试试面映射控制
同样模型的两种网格如下，均是全六面体网格，大家更喜欢哪种呢？相信绝大部分会选择后者，尤其对于有强逼症的处女座。接下来便介绍如何用面映射控制方法得到更规整的网格。
图1
一、写在前面
面映射网格控制(Mapped Face Meshing Control)——对映射的面进行网格划分，其特点是在面上按设置划分出一致的网格，对计算求解是非常有利的。网格程序会自动确定划分面上边缘线的合适分段数，如果在边缘线上使用了Sizing尺寸控制指定分段的数量，则网格程序将尝试强制优先执行这些分段。
图2
1、基本面映射网格控制
基本的面映射网格控制如下：
① 通过在目录树中选中Mesh并右键单击以查看菜单，插入Mapped Face Meshing。
② 选择需要使用映射控制控制的面。
③ 对于Definition> Method的控制：可选择Quadrilaterals（系统会尝试更多四边形随后用三角形填补）或者Triangles: Best Split(全三角形填补，仅对薄壁模型有效)
④ 对于Definition> Internal Number of Divisions的控制，用于指定环形区域或者无缝圆柱面的分层数。（当映射面网格控制的范围限定为由两个环形组成的面时，Internal Number of Divisions会被激活）默认值为0。
⑤ 对于Definition> Constrain Boundary的控制，指定是否允许网格分割映射网格区域的边界，以帮助相邻面的网格划分。可以选择Yes（约束边界；不允许切分）或No（不限制边界；允许切分）默认值是No。
图3
2、高级面映射网格控制
当在选择面上应用高级面映射网格控制时，网格程序将选择面划分为一个或多个可映射区域，并在每个区域中创建一个映射网格。高级面映射网格控制受顶点类型和边缘网格分段数的限制。高级面映射网格控制仅支持以下网格方法：体积网格中的Sweep、Patch Conforming Tetrahedron、Hex Dominant和薄壁网格中的Quadrilateral Dominant、Triangles。
① 点的类型
要构成可映射的面，必须具有端点（End）、边点（Side）、角点（Corner）和反向顶点（Reversal vertices）。此外，端点总数NE满足如下方程:
NE = 4 + NC + 2NR
其中NC和NR分别为面角顶点和反向顶点的总数。也就是说，对于每个角类型的顶点，面必须拥有一个额外的端点，对于每个反向顶点，面必须拥有两个额外的端点。不能指定反向顶点，网格程序内部使用反向顶点来确定选择面是否可被映射。
通过高级面映射网格控制生成的网格形状取决于顶点的类型和排列。下图为考虑顶点类型影响的一个例子。
图4
上图中，顶点(C)被指定为一个角点，因此，为了可以面映射，面必须具有五个端点(A, B, D, E, F)。高级面映射网格控制对面分为以下两个映射区域：
A,B,C,H,F,G
C,D,E,H
如果强制应用高级面映射网格控制，则网格程序将根据其顶点类型指定对选择面进行评估。如果顶点类型不满足上面列出的条件，网格程序将尝试更改顶点类型，以使面可被映射。
② 点的选择
任何面网格在其边界上的单个顶点附近的结构都是顶点类型的函数。均可以指定三种顶点类型：端点（End），边点（Side），角点（Corner）
图5
每个顶点类型与其他顶点类型的区别如下：
a、与顶点相交的面网格线的数目；
b、与顶点相邻的边之间的夹角。
End顶点类型：当指定顶点为End时，指定的点与通过内部节点的节点不存在连线，详见上图（a）；若顶点相邻两边的夹角大于180°可能会导致网格失效；
Side顶点类型：当指定顶点为Side时，指定的点与通过内部节点的节点连线只有一条，详见上图（b）；网格程序顶点相邻的两个拓扑边缘作为单个边缘处理，以实现网格划分；
Corner顶点类型：当指定顶点为Corner时，指定的点与通过内部节点的节点连线只有两条，详见上图（c）；若顶点相邻两边的夹角小于180°会创建质量较差的网格；
③ 点的影响
下面两个例子展示了应用于顶点C、F和G的不同顶点类型对生成网格形状的影响。
图6
上图中顶点C、F和G指定为Side顶点；网格程序将边BCD和边EFGA视为单个边。因此，整个面是一个可映射区域，网格程序划分一个棋盘模式的网格。
图7
上图中顶点C、F和G分别指定为Corner，Side，和End类型顶点。因此该面也是可以被映射的，网格程序创建了两个独立的棋盘模式。左上角的子映射区域由多边形ABCHFG组成。右下角的子映射区域由CDEH组成。对于这两个区域，点H处的节点作为End类型顶点被系统创建。
3、面映射网格控制的应用
在实际网格划分过程中，面映射控制一般需要与其他局部网格控制方法并用才能够得到最佳的网格效果。下面用几个简单几何模型展示展示面映射网格控制在网格划分中的应用（仅作展示并不代表质量好的网格）。
左边为网格程序自动划分结果，右边为面映射网格控制结果：
作者：钟伟良，仿真秀科普作者，中石化广州工程有限公司
声明：原创文章，首发仿真秀***（ID:fangzhenxiu2018），部分图片源自网络，如有不当请联系我们，欢迎分享，禁止私自转载，转载请联系我们。
