3.2 3D几何网格划分
所有的3D网格划分方法都要求组成的几何为实体，若输入的是由面体组成的几何，则需要额外操作，将其转换为3D实体，方可进行3D网格划分，当然表面体仍可以使用表面网格划分法来划分。常见的3D网格基本形状如图3-3所示。
图3-3 3D网格的基本形状
其中四面体为非结构化网格，六面体通常为结构化网格，棱锥为四面体和六面体之间的过渡网格，棱柱由四面体网格被拉伸时生成。四面体网格划分在三维网格划分中是最简单的，因此本节将着重介绍四面体网格。
3.2.1 四面体网格的优缺点
四面体网格具有鲜明的优缺点。
● 优点：四面体网格可以施加于任何几何体，可以快速、自动生成；在关键区域容易使用曲度和近似尺寸功能自动细化网格；可以使用膨胀细化实体边界附近的网格（即边界层识别），边界层有助于面法向网格的细化，但在2D（表面网格）中仍是等向的；为捕捉一个方向的梯度，网格在所有的三个方向细化，即等向细化。
● 缺点：在近似网格密度的情况下，单元和节点数高于六面体网格；网格一般不可能在一个方向排列；由于几何和单元性能的非均质性，故而不适合薄实体或环形体；在使用等向细化时，网格数量急剧上升。
3.2.2 四面体网格划分时的常用参数
四面体网格划分时常用的参数如下。
● 最大、最小尺寸。
● 面、体尺寸。
● 高级尺寸（Curvature and/or Proximity）。
● 增长比（对CFD逐步变化，避免突变）。
● 平滑（有助于获取更加均匀尺寸的网格）。
● 统计学。
● Mesh Metrics。
3.2.3 四面体算法
在ANSYS Workbench网格划分平台下，有两种算法可以生成四面体网格，而且这两种算法均可用于CFD的边界层识别。
1.Patch Conforming
首先利用几何所有面和边的Delaunay或Advancing Front表面网格划分器生成表面网格，然后基于TGRID Tetra算法由表面网格生成体网格。
技巧提示
生成体网格的一些内在缺陷应在最小尺寸限度之下。
Patch Conforming算法包含膨胀因子的设定，用于控制四面体边界尺寸的内部增长率，CFD的膨胀层或边界层识别，可与体扫掠法混合使用产生一致的网格。
利用Patch Conforming生成四面体网格的操作步骤如下：
右击Mesh，在弹出的快捷菜单中选择Insert（插入）→Method（方法）命令，如图3-4所示，或者选择Mesh Control（网格控制）→Method（方法）命令，如图3-5所示。
图3-4 快捷菜单
图3-5 工具栏命令
在网格参数设置栏中选择Scope→Geometry选项，在图形区域选择应用该方法的体，单击
（应用）按钮，如图3-6所示。
图3-6 Geometry设置
将Definition栏的Method设置为Tetrahedrons，如图3-7所示，将Algorithm设置为Patch Conforming，如图3-8所示，即可使用Patch Conforming算法划分四面体网格。
图3-7 Method设置
图3-8 Algorithm设置
按照上面的步骤可以对不同的部分使用不同的方法。
技巧提示
多体部件可混合使用Patch Conforming四面体和扫掠方法生成共形网格，Patch Conforming方法可以联合Pinch Controls功能，有助于移除短边。
2.Patch Independent
该算法用于生成体网格并映射到表面产生表面网格，如果没有载荷、边界条件或其他作用，则面和它们的边界（边和顶点）无须考虑。该算法是基于ICEM CFD Tetra的，Tetra部分具有膨胀应用。
Patch Independent四面体的操作步骤与Patch Conforming相同，只是在设置Algorithm时选择Patch Independent即可。
技巧提示
Patch Independent对CAD许多面的修补均有用，包括碎面、短边、较差的面参数等。在没有载荷或命名选项的情况下，面和边无须考虑。
3.2.4 四面体膨胀
四面体膨胀的基本设置包括膨胀选项、前处理和后处理膨胀算法等，具体将在后面的章节中介绍，这里不再赘述。