如何在comsolMultiphysics®中检查网格

为您的FEA模拟创建合适的网格对于获得准确的结果至关重要。在这篇博客文章中，我们讨论了如何查看网格警告和错误中报告的实体，如何查看网格或网格部分的统计数据，以及如何绘制网格和网格特定的数量并将这些图划定为选定区域。

检查实体报告警告和错误节点

我们有时会在网络模型时会收到警告和错误。发生这种情况时，我们应该检查警告和错误节点。大多数警告是由使用太粗糙的网格设置引起的，防止薄区域和短边缘得到正确解决。

要找到这些几何实体，我们可以使用缩放选择按钮警告节点。切断网状渲染按钮并在线框3D网格的按钮可让我们轻松看到几何内报告的实体。我们可以通过使用措施按钮几何学或者网例如，适用于选定实体的工具栏，以获取点之间的边缘长度或距离。

通过我们的测量和信息警告节点，我们可以设置虚拟操作， 或者CAD失败，如果特征对于模拟很重要，则消除小几何实体或减小网格尺寸。

飞机（左）的网格，其中一些内部边界被表明太狭窄，无法通过当前的网格设置正确解决。单击后，相同的边界以蓝色突出显示网状渲染和线框按钮（右）。

一个错误参考坐标的节点将具有一个按钮，使我们能够放大坐标。坐标周围会出现一个小的红色球体，以便可以详细研究特定区域。当警告表明已经产生了一个或多个低质量元素时，需要特别注意。我们可以检查最低元素质量在里面统计数据窗口并绘制最差质量的网格元素（在本文的后面详细说明）。

如果我们的网格质量或值非常接近零，则表明报告的网格元素是倒置或几乎倒置的。请注意，我们在此处讨论的倒线性网格元素与求解时可能遇到的倒高元素的现象不同。必须避免倒线性网格元件以实现收敛和准确的结果。

查看网格的统计数据

快速获取创建网格的一种方法是查看该统计信息网格统计窗口，我们通过右键单击该窗口网头节点。

网格统计窗口，显示了不同选择和质量度量的各种统计数据。

可以更改我们显示数字的域，边界或边缘的选择。为此，我们使用几何实体级别窗口顶部的下拉菜单。这质量度量菜单使我们可以从质量措施列表中进行选择，包括：

• 偏斜
• 最大角度
• 体积与翼龙
• 音量与长度
• 条件编号
• 增长率

关于质量措施选择

这偏斜测量是大多数类型网格的合适量度；因此，这是默认度量。该质量度量基于等态偏斜，该偏度与理想元素中的角度相比，用大或小角度来惩罚元素。在报告网格生成期间报告不良元素质量时，还会使用此质量度量。与最大角度度量，只有具有较大角度的元素被惩罚，这使得此选项特别适合需要各向异性元素的网格，例如边界层网格。

体积与翼龙基于元素体积的商和元素的限制球（或圆圈）的半径。这种质量度量对大角度，小角度和各向异性敏感。对于2D和四面体网格中的三角形网格，需要各向同性元素，体积与翼龙是一个合适的措施。另一方面，音量与长度基于元素边缘长度和元素音量的商。这种质量度量主要对各向异性敏感。

这条件编号质量度量基于矩阵的属性，将实际元素转换为理想元素。最后，增长率基于将局部元素大小与各个方向相邻元素的大小进行比较。

关于网格质量的注释

对于所有质量措施，质量为1是最好的，它表示所选质量度量中的最佳元素。在间隔的另一端，0表示一个退化的元素。尽管Comsol多物理学中的网格划分算法试图避免低质量的元素，但对于所有几何形状，并非总是有可能这样做的。高几何纵横比，小边和面，薄区域和高度弯曲的表面都可能导致质量较差的网眼。当几何形状确实导致质量较差的网格时，中间人会返回质量较差的网格进行检查，而不是根本没有网格。

根据所使用的质量度量，最低元素质量，，，，平均元素质量，和元素质量直方图节将相应地改变。为了获得准确的结果，重要的是要知道哪个最低元素质量和平均元素质量足以适合您的特定应用程序。

没有绝对的数字可以呈现质量，因为所使用的物理和求解器对所需质量有不同的要求。通常，在许多应用中，质量低于0.1的元素被认为是质量差。Mesher将自动提出低于0.01的元素的警告，因为这些元素被认为是非常低的质量，在大多数情况下应避免。在某些情况下，如果某些低质量元素位于模型的一部分中，则可能还可以，而在其他情况下，一个低质量的元素可能导致收敛问题。

“网格统计”窗口中的直方图将使我们对网格的质量进行视觉视觉，这可以是一种快速查看我们是否需要以某种方式更改整体网格尺寸的方法。

创建网格图

要了解低质量元素的位置以及要更改哪些网格大小参数，可以执行网格图可能是一个好主意。我们通过单击阴谋按钮网色带或右键单击网我们想绘制和选择网格的头节点阴谋。这给了我们一个网数据集，可在结果>数据集，我们可以添加选择缩小图中显示的实体数量。这网情节功能也可以与其他绘图功能结合使用。

我们可以一般了解如何通过不同类型的网格元素来设置特定网格。为此，我们设置了等级到体积，选择一个元素类型从列表中，设置一个制服元素颜色对于此元素类型。复制网情节特征节点，我们选择另一个元素类型和元素颜色。然后，我们重复该过程，直到我们为网格中的所有可用元素类型涂色。在下图中，元素通过设置元素比例因子至0.8。

网格中不同元素类型的丰富多彩表示。四面体以青色显示，洋红色的金字塔和灰色的棱镜显示为灰色。要更多地了解元素如何连接，它们以0.8倍收缩。

正如我们已经提到的那样，了解质量较差的要素的位置可能很重要。这将有助于我们了解是否需要以任何方式更改几何形状，或者需要修改网格大小的参数以更好地处理有问题的区域。

我们可以从设置开始等级到体积在元素过滤器部分选择启用过滤器复选框。然后，我们输入一个布尔表达式，该表达式反映了我们要检查的元素。在下图中，带有偏斜显示低于0.05。我们可以使用替换表达式功能可以轻松访问不同质量措施的名称。这些措施可用于发现生成的网格中的不同弱点，因此我们应确保检查所有这些弱点，以查看哪些最佳用于我们的特定网格。

带有的卷元素偏斜显示低于0.05的壳管热交换器模型。在图形窗口的前面，替换表达式窗口可轻松访问不同质量措施。

在新的质量措施中，增长率有些不同，因为它显示了两个网格元素之间的关系，而其他质量措施显示了每个单个网格元素的形状质量。在元素大小恒定的网格区域中，生长速率在最大值中评估了1个。在元素增长率从一个元素增加到另一个元素的区域中，它的较低。最重要的事情要绘制的事情通常发生在域的网格中，而添加包括空间尺寸在内的滤波器表达式可能是很好的。这是一个这样的例子：

显示的网格的增长率两种天线模型。该图表明，PML域中的边界层网格的大小相似，而中间域的四面体网格中的生长速率更换。在此示例中，网格元素的位置y> 0.1毫米通过使用元素过滤器选项。切片图显示了电场标准（DB）。

关于如何在comsolMultiphysics®中检查网格的想法

我们已经讨论了检查网格的三种不同方法，这些方法可用于发现具有低质量网格元素的区域。现在，我们知道如何找出低质量的网状元素在哪里，我们可以手动调整这些区域中的网格，或者通过基础CAD几何本身来解决问题。要了解用于网格划分目的的修改CAD几何形状，请参见以下博客文章和网络研讨会视频：

• 使用进口的CAD设计
• 使用虚拟操作简化几何形状
• 通过分区改善网格
• 分析ComsolMultiphysics®中的网格

如果您想评估comsol多物理学的网格介绍功能，以满足自己的建模需求，请与我们联系。