Hex Mesh Guide

ヘキサメッシュ生成は、アルゴリズム選びより先に
形状とトポロジーを設計する

六面体(Hex/ヘキサ)メッシュを安定して作るには、CADをそのまま一括処理するより、形状準備、分割、表面メッシュ、Sweep、品質確認を一連の工程として考える方が実務的です。

Quick answer

Hex化の成否は「sweepableにできるか」で大きく変わる

Coreform Cubitの現行Helpでは、Sweepはsourceとtargetを持つ2.5D形状へ六面体メッシュを押し出す方式として説明されています。多くの実形状では、WebcutやBoolean、Virtual Geometryなどによるdecompositionが重要になります。

規則的な面はMap

論理的な辺構成を持つ面では、Mapで構造化Quadを作りやすくなります。区間数を制御したい場合にも適しています。

複雑な面はPave

穴や複雑な輪郭を含むsurfaceでは、Paveが非構造Quadを生成します。Sweepのsource surfaceにもよく使われます。

体積はSweep

source/targetとlinking surfaceを定義できる体積では、SweepがHex生成の中心になります。形状が合わない場合は先に分割します。

Workflow

CADからHexメッシュまでの5段階

  1. CAD診断・修復:微小面、隙間、許容差、重複などを確認します。
  2. Defeaturing:解析に不要な細部を削減し、要素サイズを支配する形状を整理します。
  3. Decomposition:Webcut等で体積をsweepableな領域へ分割します。
  4. Surface → Volume:MapまたはPaveで表面を作り、SweepでHexを生成します。
  5. 品質・収束確認:Jacobian等の品質指標だけでなく、解析結果のメッシュ収束も確認します。
Automation

自動化は有効だが、Hexでは診断と再構成が残る

Coreform CubitのITEMはgeometry cleanup、auto-scheme、decomposition、force sweeps、imprint/mergeなどを支援します。一方、現行Helpでも複雑なHexメッシングは反復的な作業として説明されています。完全自動化を前提にするより、失敗理由を診断し、必要な分割やschemeを再設定できる流れが重要です。

HexとTetを比較

要素形状だけで精度を決めず、次数、品質、分解能、物理現象、計算コストで選びます。

HexとTetの違い →

Map・Pave・Sweep

Surface schemeとvolume schemeの役割を分離して理解すると、失敗原因を特定しやすくなります。

使い分けを見る →

品質と収束

メッシュが生成できたことと、解析に十分なことは別です。品質評価と収束確認を組み合わせます。

品質確認を見る →
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