四面体网格，六面体网格，低高阶单元，对比研究

00 网格怎么选

四面体网格适应性强，自动化高。六面体网格虽然质量高，但划分起来更麻烦。到底该怎么选择？本文用一个例子进行对比研究。

01 几何模型

02 部分网格展示

04 用低阶六面体单元进行仿真计算

某两点的位移随节点数的变化趋势：

某应力梯度较小位置的应力随节点数的变化趋势：

某应力梯度较大位置的应力随节点数的变化趋势：

05 用高阶六面体单元进行仿真计算

某两点的位移随节点数的变化趋势：

某应力梯度较小位置的应力随节点数的变化趋势：

某应力梯度较大位置的应力随节点数的变化趋势：

06 六面体单元的相关结论

    01 位移结果可靠，节点数和单元阶数的影响较小；

    02 应力梯度较小位置的应力结果可靠，节点数和单元阶数的影响较小；

    03 应力梯度较大位置的应力结果不可靠，节点数和单元阶数的影响较大；

07 四面体单元仿真计算与相关结论

    01 高阶四面体单元的位移结果可靠，节点数的影响较小；

    02 低阶四面体单元的位移结果不可靠，建议不要使用；

    03 高阶单元在应力梯度较小位置的应力结果可靠，节点数的影响较小；

    04 低阶单元在应力梯度较小位置的应力结果不可靠，建议不要使用；

    05 应力梯度较大位置的应力结果不可靠，节点数和单元阶数的影响较大；

08 总结论

01 在结构有限元分析中，建议不要使用低阶四面体单元；

02 对于位移结果来说，六面体单元，高阶四面体单元的求解都是可靠的，并且节点数影响较小。

03 在应力梯度较小位置，六面体单元，高阶四面体单元的求解都是可靠的，并且节点数影响较小。

04 在应力梯度较大位置，高阶单元的应力结果比低阶单元大；

05 在应力梯度较大位置，细密网格的应力结果比稀疏网格大；

建议：

 01 如果几何模型规则，很容易得到六面体网格，则首选六面体网格；

 02 如果几何模型不规则，在计算机性能允许下，完全可以使用高阶面体网格；

ps：实际工作中，几何模型一般都是不规则的，所以高阶面体网格可以是最常用的；一般使用技巧就是，在应力梯度小的部分，网格可以适当稀疏；在应力梯度大并且关心的部分，网格必须进行细化。这样的网格，既能控制节点总量不至于超量，也可以得到可靠的位移应力结果。