用途:为偏微分方程(PDE)数值模拟规划并评估网格生成,帮助选择网格分辨率、检查长宽比与偏斜度、估算网格质量,并给出调整建议。
主要能力:
- 分辨率选择指导:按界面宽度、边界层厚度、波长、扩散长度等物理尺度给出 dx 上限(如界面宽度 dx ≤ width / 5,波长 dx ≤ lambda / 20)。
- 网格类型选择:简单均匀几何推荐结构化直角网格;复杂几何推荐非结构化三角/四面体;边界层推荐贴壁结构化混合网格;自适应加密推荐四叉树/八叉树或 AMR。
- 脚本输出:scripts/grid_sizing.py 输出 dx、nx、ny、nz、notes;scripts/mesh_quality.py 输出 aspect_ratio、skewness、quality_flags。
- 质量解读:长宽比 1:1 优秀,1:1–3:1 良好,3:1–5:1 一般,>5:1 差;偏斜度 0–0.25 优秀,0.25–0.50 良好,0.50–0.80 一般,>0.80 差。
必要用法: 先估算分辨率,再执行 python3 scripts/grid_sizing.py --length 1.0 --resolution 200 --json 计算网格尺寸,然后用 python3 scripts/mesh_quality.py --dx 1.0 --dy 0.5 --dz 0.5 --json 检查质量;如有问题调整长宽比、降低偏斜度,最后通过网格收敛性研究验证。示例:1mm × 1mm 域、界面宽度 10 μm 时,dx = 5 μm 仅 2 点跨界面,建议增至 500 点(dx = 2 μm)以达 5 点。
适用场景:相场界面、边界层、激波、波传播、平滑梯度等 PDE 模拟的预网格检查。
限制:仅 2D/3D,不生成非结构化网格;质量指标仅基本长宽比与偏斜度;只提供尺寸建议,不实际生成网格。需要 Python 3.8+,无外部依赖(使用标准库)。