具有极端面间角的四面体 (tetra)

对于任何四面体单元,如果一个表面与相邻表面间的角度接近 0 度或 180 度,我们就说该四面体具有极端面间角。

可以使用“3D 网格修复向导”检测到具有极端面间角的四面体:网格修复向导“网格”选项卡 > “网格编辑”面板 > “网格修复向导”)。

描述

模型的数学分析基于网格单元是均匀的等边四面体这一假设。事实上,网格四面体单元的范围是从理想的等边四面体到对结果造成不利影响的严重变形的四面体。因此,在实际允许的范围内尽量减少变形四面体的数量,就显得很重要。纵横比是衡量网格质量的最常用方法。还可通过“内部长边”“高纵横比四面体”等方法衡量网格质量。

在上图中,如果节点 A 和 D 不断靠拢,面 ABC 和 BCD 间的角度将接近零。此四面体将具有非常小的面间角。在诊断时,小于 2 度的值将被视作极小值,这是默认的阈值。

或者如果面 ABC 和 ACD 之间的角度接近 180 度,将生成扁平四面体。如下图所示。此四面体被认为具有极大的面间角。用于诊断时,默认阈值为 178 度。



注: 不必纠正这些问题,如果要修复数千个四面体,该过程可能会非常缓慢。

对分析的影响

具有极端面间角的四面体可能会导致结果出现偏差。例如,节点处的温度将考虑该节点所连接的全部节点的温度。假设上图中的流动是从右到左并且目的是预测节点 D 的温度。由于下图中 B 和 D 之间存在较大距离,B 处温度的贡献将在计算结果中被夸大。

推荐操作

“3D 网格修复向导”可纠正大多数此类问题:网格修复向导“网格”选项卡 > “网格编辑”面板 > “网格修复向导”)。如果需要修复几千个四面体,可能需要较长时间。