结构化网格与非结构化网格学习记录

从总体上来说，数值仿真计算中采用的网格可以大致分为结构化网格和非结构化网格两大类。

一般数值计算中正交与非正交曲线坐标系中生成的网格都是结构化网格，其特点是每一节点与其邻点之间的连接关系固定不变且隐含在所生成的网格中，因而我们不必专门设置数据去确认节点与邻点之间的这种联系。

结构化网格

结构化网格是指网格区域内所有的内部点都具有相同的毗邻单元,为六面体；在拓扑结构上矩形区域内的均匀网格，其节点定义在每一层的网格线上，且每一层上节点数都相等，但这样复杂外形的贴体网格生产比较困难。

从严格意义上讲，结构化网格是指网格区域内所有的内部点都具有相同的批邻单元。结构化网格的主要优点有以下几点：

网格生成的速度快；
网格生成的质量好；
数据结构简单。

对曲面或空间的拟合大多数采用参数化或样条插值的方法得到，区域光滑，与实际的模型更容易接近；它可以很容易地实现区域的边界拟合，适于流体和表面应力集中等方面的计算。

结构化网格最典型的缺点是适用的范围比较窄。

在结构化网格中，每一个节点及控制容积的几何信息必须加以存储，但该节点的邻点关系则是可以依据网格编号的规律而自动得出的，因而不必专门存储这类信息，这是结构化网格的一大优点。

但是，当计算区域比较复杂时，即使应用网格生成技术也难以妥善地处理所求解的不规则区域，这时可以采用组合网格，又叫块结构化网格。在这种方法中，把整个求解区域分为若干个小块，每一块中均采用结构化网格，块与块之间可以是并接的，即两块之间用一条共公边连接，也可以是部分重叠的。

这种网格生成方法既有结构化网格的优点，同时又不要求一条网格线贯穿在整个计算区域中，给处理不规则区域带来很多方便，目前应用很广，这种网格生成中的关键是两块之间的信息传递。

非结构化网格

同结构化网格的定义相对应，非结构化网格是指网格区域内的内部点不具有相同的批邻单元。即与网格剖分区域内的不同内点相连的网格数目不同。从定义上可以看出，结构化网格和非结构化网格有相互重叠的部分，即非结构化网格中可能会包含结构化网格的部分。可以是多种形状，四面体（也就三角的形状），棱形，也可以是六面体。

非结构化网格技术从 20 世纪 60 年代开始得到了发展，主要是弥补结构化网格不能解决任意形状和任意连通区域的网格剖分的欠缺。

优点：非结构画网格没有规则的拓扑结构，也没有层的概念。网格节点的分布是随意的，因此具有灵活性，但计算时需要较大的内存。

从现在的文献调查情况来看，非结构化网格生成技术中只有平面三角形的自动生成技术比较成熟，平面四边形网格的生成技术正在走向成熟。

注：

所有的网格都能以非结构化的形式描述
部分网格（六面体网格，四面体网格）能用结构化的形式描述，也即是如果是结构化网格，则必须是 6 面体网格或者四边形网格，但是四边形网格和六面体网格不一定是结构化网格。
结构化网格能转换成非结构化网格，但是非结构化网格一般不能转换成结构网格。
结构化网格能通过 IJK 索引，而非结构不可以