非匹配网格间数据传递
理论：传递数值还是传递总量
概述
把流体分析的热流传给结构分析后，温度对不上了。是网格不同的原因吗？
可能性很大。流体侧为分辨边界层通常壁面附近网格很细，结构侧较粗，所以边界面上两套网格不对齐。热流怎样传递会改变结果。在接收方点的位置读取值的方法（一致型）很简单，但热流分布中有尖峰时会漏掉峰值，传递的总热量就变了。热是应该守恒的量，总量一变，结构整体温度就偏了。按重叠面积平均的守恒型能保持总量，但粗网格会把峰抹平。用哪种要按传递量的性质决定。
一致型与守恒型映射
S为发送方（流体），T为接收方（结构），N为发送方形函数（插值），|Γⱼ ∩ Γᵢ|为两单元重叠面积（一维为长度）。
总量守恒
算例设定：长1 m的边界。发送方97单元，热流q(x) = 1000·(1 + 0.8 sin 2πx + 3 exp(−((x − 0.3)/0.02)²)) W/m²（x = 0.3处有尖峰）。接收方为10单元和40单元。
连接不对齐的网格
1990年代耦合分析开始普及时，让边界网格对齐很费工夫，很多时候几乎不可能。于是研究了在不对齐网格间传值的映射方法，气动弹性领域提出了让力与位移映射组合以保持虚功的思路。现在的耦合库（preCICE等）可以按量选择一致型或守恒型。
算例
例1：粗接收方（10单元）
| 方法 | 传递总热量 | 总量误差 | 最大热流 |
|---|---|---|---|
| 最近点值 | 1,003.5 W/m | −9.30% | 1,813 W/m² |
| 线性插值（一致型） | 1,002.3 W/m | −9.41% | 1,810 W/m² |
| 按重叠平均（守恒型） | 1,106.4 W/m | 0.00% | 2,317 W/m² |
例2：较细接收方（40单元）
| 方法 | 总量误差 | 最大热流 |
|---|---|---|
| 最近点值 | −1.52% | 3,518 W/m² |
| 线性插值（一致型） | −0.16% | 3,753 W/m² |
| 按重叠平均（守恒型） | 0.00% | 3,699 W/m² |
发送方总量为1,106.35 W/m，最大单元值为4,571 W/m²。
10单元时，一致型会丢掉近一成的热量。
如果接收方单元中心没有落在峰上，按点读取的方法就会漏掉峰值。峰宽（约0.04 m）比接收方单元长度（0.1 m）窄，峰的热量几乎传不过去。热流、力这类合计有意义的量原则上用守恒型传递，温度、位移这类场值用一致型传递。流固耦合中，从结构到流体用一致型传位移、从流体到结构用守恒型传力，边界上的能量交换也是正确的。但守恒型下峰高也会在接收方网格上被抹平，要正确求局部最高温度，接收方网格也要细到能分辨峰宽。加密到40单元后，各方法的峰高都恢复了很多。
映射的选择与确认
- 区分传递的量是场值（温度、位移）还是合计有意义的量（热流、力）。
- 场值用一致型，热流和力用守恒型传递。
- 比较传递前后的总热量、合力和力矩。
- 确认两侧边界形状一致（无间隙或嵌入）。
- 局部值重要时，按分布的细致程度加密接收方网格。
“被过度冷却的部件”
某部件热分析中，把流体分析求得的传热结果传到结构粗网格后，部件温度比实测低10℃以上。调查发现传过去的热流合计比流体侧少约8%，高温气体冲击的窄小范围的热量丢失了。改用守恒型映射并加密该范围的结构网格后，热量差消失，温度与实测相差在几℃以内。此后把比较映射前后热量合计作为标准确认步骤。
常见错误
错误与对策
| 错误 | 后果 | 对策 |
|---|---|---|
| 用一致型传热流 | 热量增减 | 改用守恒型 |
| 不确认总量 | 察觉不到误差 | 比较前后合计 |
| 接收方过粗 | 峰被抹平 | 局部加密 |
| 边界形状偏差 | 数值被外推 | 使形状一致 |
| 力与位移分别选择 | 能量不守恒 | 保持虚功的组合 |
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