在 CFD 的發展歷史中，結構化網格出現最早，至今仍在使用。結構化網格有幾個主要優點，如精度高、生成速度快、單元分布均勻。有些工具擅長繪制這類網格，例如Cadence Fidelity Automesh（曾用名 Autogrid），非常適合帶有幾何形狀葉片的渦輪機械應用。

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結構化or非結構化網格選擇，兩難境地？

隨著幾何形狀的復雜性不斷增加（現在通常有超過 10k 個曲面），對另一種網格的需求應運而生，也就是具有非結構化特性的網格。某些幾何圖形的問題在于它們在定義方面不夠準確（即所謂的“不整潔”），而且它們不表現出任何可以應用標準結構化網格拓撲的特定趨勢。CFD 用戶必須花費大量時間來定義這些新的拓撲結構，還要在開始繪制網格之前“清理”幾何體。換句話說，一旦幾何體超出了結構化網格的經典應用范圍，問題就來了：應當在什么時候堅持創建結構化網格，或是簡單地切換到非結構化網格？

如果只考慮需要捕捉的物理現象和所需的精確水平，這個問題就很容易回答。然而，還有另外一個因素需要考慮：流動求解器必須能夠讀取使用的網格類型，而由于大多數流動求解器只接受結構化或非結構化網格的一種，這就會讓人陷入兩難的境地。

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解決方案：面對不同幾何體，怎樣自由切換？

正是在這種看似無解的情況下，Cadence 在 CFD 工具中提供了一種創新的解決方案。用戶只需單擊一下，就可以自由切換不同的網格劃分方法，不僅可以在同一項目中，還可以在同一視圖中查看幾何體的所有部分，無論首選的是哪種網格劃分技術。

對于葉片類幾何體，用戶可以選擇結構化網格劃分方法，而對于非旋轉部件，如燃燒室、渦輪等，用戶可以選擇非結構化網格劃分方法，這兩種方法都可在 Automesh 中使用（非結構化模塊以前被稱為 Hexpress）。下面我們以一臺完整的渦輪機械為例。每個部分都可以單獨完成，網格生成本身也是并行完成的。這樣一來，同時運行各個部分僅僅需要 19 分鐘。

因此，越來越多的用戶根據具體的幾何組件來選擇最佳方法。這方面的例子有很多，如葉輪及其渦殼、船舶及其螺旋槳等。

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在一個幾何體的不同位置使用兩種網格劃分方法

讓我們再進一步：既然 Cadence 在 Automesh 中提供了兩種網格劃分方法，那么在一個幾何體的不同位置同時使用這兩種方法會怎樣？我們之前說過，葉片最好使用結構化網格模塊創建（該模塊還支持許多特殊配置，如冷卻孔、非對稱端壁、外殼處理等）。但對于結構化網格生成器來說，幾何體的某些部分仍然很難處理。因此，有一種技術是從結構化網格中移除幾個網格塊（避開難以處理的部分），然后重新插入一個非結構化網格塊，其中包括復雜的尖端幾何形狀（如下圖所示）。也就是說，網格的大部分采用結構化網格，而最復雜的部分則采用非結構化網格。

但并非只有這一種辦法。Cadence 還提出了使用初始結構化網格生成非結構化網格的想法。對于“體到面”的方法，非結構化網格通常是基于一個初始的直角坐標或圓柱形網格，然后進一步細化。而實際上，細化可以從任何類型的單元對齊開始：任何形狀上的直線或曲線，并且支持不同的單元分布。

有些應用非常適合這種方法：水翼仿真就是一個很好的例子。該網格由船舶仿真背景域上的重疊網格組成。重疊網格遵循水翼的幾何曲線，寬度以弦長為基礎，長度以跨距為基礎。仿真結果的表現如下：

全局網格質量極佳（因此網格生成速度更快）

粘性層高度符合理論預期

對于求解器插值來說，overset 邊界的單元質量達到最佳

這正是因為 Cadence Fidelity Flow 求解器的數據結構可以同時理解兩種網格劃分技術。其好處立竿見影：用戶不再需要從結構化網格轉換到非結構化網格，可以從網格直接切換到求解器，而且流動求解器可以使用結構化網格和非結構化網格的最佳組合。