Meshgenerering

Meshgenerering är processen att dela upp en geometrisk domän i diskreta element (mesh) som används för numeriska beräkningar och visualisering. Ett mesh består av noder och element, vanligen i form av trianglar, fyrkanter, tetraedrar eller hexaedrar, och används som grund för metoder som finita elementmetoden (FEM), finita volymer (FVM) och finita skillnader.

Metoder för meshgenerering delas ofta in i strukturerade och ostrukturerade tekniker. Strukturerade mesh har regelbundna topologier och passar enklare domäner, medan ostrukturerade mesh hanterar komplex geometri bättre. Vanliga algoritmer inkluderar Delaunay-triangulering, advancing-front, octree- och voxelbaserade metoder samt yttopologi- och volymmeshning. Specialiserade tekniker som anisotropisk meshing och boundary-layer mesh används för att fånga riktade gradienter i till exempel strömningsproblem.

Kvalitet i ett mesh mäts med parametrar som elementets formkvalitet, aspektförhållande, vinklar och storleksövergångar. Dålig meshkvalitet kan ge numeriska fel eller konvergensproblem, vilket gör automatiserad kvalitetskontroll och adaptiv meshförfining vanliga steg i arbetsflödet.

Användningsområden är bland annat beräkningsströmning, strukturanalys, elektromagnetik, medicinsk avbildning, geovetenskap och datorgrafik. Praktiska utmaningar inkluderar förberedelse av geometri, hantering av komplexa gränser, krav på konformitet mellan yta och volym samt parallellisering för stora problem. Flera öppna och kommersiella verktyg finns för meshgenerering, och standardiserade filformat används för utbyte mellan modellerings- och beräkningsprogram.