共形网格 — CAE术语解说

共形网格（Conformal Mesh）是指两个零件接触面处节点完全一致的网格。例如螺栓与孔的接触面、焊缝与母材的边界——当这些边界处的节点完全重合时，位移和力可以直接传递，计算简单且精度高。相反，节点不对齐的网格称为非共形网格（Non-conformal），需要进行插值。

经常有。对于复杂形状的组件，如果各零件独立进行网格划分，边界处的节点通常无法对齐。例如，在发动机气缸体与缸盖垫圈配合的情况下，要对齐各自的表面网格是很困难的。这种情况下，会使用约束结合（Tie Constraint）、多点约束（MPC）、迫零法等接合技术。Abaqus的Tie约束正是这样的方法，通过主从关系传递非共形面的位移。

大多数情况下可以，但精度和成本会有差异。共形网格：精度◎，计算成本○，网格生成成本×（难以创建）。非共形+约束：精度○～◎（取决于接合面分辨率），计算成本△（自由度增加），网格生成成本◎（可独立划分各零件）。在实际工程中，大型装配体通常采用非共形+约束的方案，仅在焊接部位或应力集中的关键区域才使用共形网格，这样的划分策略较为常见。

在CFD中使用"任意网格界面"（AMI, Arbitrary Mesh Interface）的概念。在旋转机械分析中——例如泵叶轮周围——静止域和旋转域的网格独立分布，是非共形的。OpenFOAM的cyclicAMI边界条件处理这种情况。在节点不完全对齐的地方，通过插值来传递流量、压力和速度。虽然共形网格精度更高，但旋转形状本身就无法生成共形网格，因此非共形是必需的。

有关系。滑网格在每个时间步长中，旋转区域的网格不断移动，接触面处的节点也在不断变化。AMI在每个时间步都动态更新非共形插值，处理这种情况。涡轮机械的非定常分析几乎总是使用这种方法。计算量较大，所以在实际工程中经常使用MRF（移动参考框架）这种伪定常近似来节省时间。网格共形或非共形的选择直接影响分析方法的选择。