常見網格質量指標

常見網格質量指標

1. 非正交性

在線性方程組求解時, 線性插值格式會產生非物理振蕩[49]。通常通過將線性插值格式與一階逆風差分格式(UD) 混合來抑制這種非物理振蕩,網格的非正交性會在抑制非物理振蕩的過程中產生計算誤差,並對計算收斂性造成一定影響記非正交性為α N ,它是網格交面法向量與相鄰網格質心連線間的夾角。 α N 的表達式為

alpha_N=arccos frac{dcdot S}{|dcdot S|}

其中, S 為兩相鄰多面體網格交面的法向矢量, d 為相鄰網格的質心連線 PN 矢量。 α N 應盡可能等於 0,當α N = 0時,計算誤差最小,此時網格對應的計算收斂性最好。因此,在優化網格時應盡量滿足α N → 0 ;

2. 扭曲度

當質心連線 PN 不經過兩網格交面的質心時,網格具有一定的扭曲度。扭曲度越小,計算精度越高。扭曲度ψ 可以表示為

psi = frac{|m|}{|d|}

其中, m 的表達式為 m=x_f-x_{f_i} 其中, x 表示三維點坐標,下標 f 表示相鄰網格相交面質心,下標 fi 表示相鄰網格質心連線與其交面的交點。 扭曲度會影響頂點到面的插值精度, 應盡量使ψ → 0。當 m = 0時,此時兩相鄰網格交面的質心位於質心連線 PN 上;

3.非均勻度

非均勻度是衡量網格均勻性的一種度量方式,記為fx 。其定義如下式:

f_x=frac{|x_{f_i}-x_N|}{|d|}

其中,下標 N 表示網格質心。 當質心連線 PN 與網格交面的交點 fi 位於 PN 的中點處時( fx = 0.5) ,此類網格稱為均勻網格。 非均勻度影響面法向梯度值的計算精度

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