四面体单元 — CAE术语解说

四面体单元的最大优势是"对任何复杂的3D形状都能自动生成网格"。发动机缸体的水道、人体骨骼的复杂形状、涡轮机的冷却孔——用六面体需要手工操作数周的形状，用四面体只需几分钟就能自动生成。

TET4是4个节点，形状函数是一次（线性）。TET10在每条边的中点也加了节点，共10个节点，形状函数是二次（抛物线）。TET4对弯曲变形存在严重的"锁定"现象，过于刚硬，在结构分析中基本无法使用。只要改成TET10，精度就会大幅改善，所以在结构分析中TET10是必须的。

纵横比大（细长）的四面体会导致精度恶化。倾斜度0.9以上说明单元已经严重变形。理想是接近正四面体的形状，但现实中由于CAD形状的复杂性，容易出现扭曲的单元。通过网格质量检查来确认最差单元，必要时进行局部大小调整，这是实际工作的标准做法。

理论上应该这样，但为复杂形状生成六面体网格的工作量是瓶颈。在实际工作中，常见的做法是"重要部分用六面体，其余部分用四面体"的混合网格。要达到相同精度，TET10需要六面体约5～10倍的单元数，但自动生成的便利性足以弥补这一劣势，许多情况下都是值得的。

了解非结构网格和网格质量指标的关系很重要。

虽然TET10的节点数是TET4的2.5倍，但精度差异不可同日而语。同时进行网格收敛性检验，结果的可信度就会大幅提高。