Gmsh 3.0.2中内螺旋外线性挤压同心圆柱的界面均匀网格实现

方案一：共享几何实体+网格同步约束（推荐，无需布尔操作） #

核心思路是让内外体共享同一交界面，从根源上保证节点一致：

• 绘制同心圆时，避免分别创建独立圆：先创建内圆（如Circle(1) = {0,0,0, r_inner, 0, 2*Pi};），再基于同一中心创建外圆（Circle(2) = {0,0,0, r_outer, 0, 2*Pi};），确保两者中心、起止角度完全重合。
• 螺旋挤压内圆柱：通过Extrude的螺旋参数实现，示例脚本片段：

  Extrude {0,0,h}; {0,0,0, 2*Pi*n_turns, h} { Surface{3}; }
  

  （Surface{3}为内圆围成的面，n_turns是螺旋圈数，h为挤压总高度）
• 线性挤压外环形柱时，复用内圆柱的外表面作为自身内表面：外环形面直接使用已创建的内圆曲线定义，确保内外体的交界面是同一个几何实体。
• 网格划分阶段：
  1. 开启几何一致性：Geometry.Coherence = 1;（自动合并重合几何实体）
  2. 开启网格一致性：Mesh.Coherence = 1;（自动合并重合网格节点）
  3. 对交界面设置Transfinite Surface，给内外体设置相同单元尺寸约束（如Mesh.CharacteristicLengthMax = l;），保证网格密度统一。

方案二：布尔融合+几何清理（适合已独立创建的几何） #

如果已分别完成内外体建模，可通过布尔操作合并修复：

• 先检查交界面重合度：用Geometry.CheckOverlap确认无错位，否则布尔操作会产生冗余面。
• 执行布尔合并：BooleanUnion{ Volume{1,2}; Delete; }（Volume{1,2}为内外体编号，Delete移除冗余实体）
• 清理几何冗余：Geometry.Coherence; 合并重合的边界、面与节点。
• 网格划分时，对合并后的体统一设置参数，或单独对交界面强制节点匹配。

方案三：手动节点映射（复杂场景兜底方案） #

若前两种方式无效，可通过脚本手动绑定节点：

• 先划分内圆柱交界面网格，通过Mesh.GetNodes API导出节点列表。
• 对外环形柱交界面，划分网格前用Mesh.Recombine指定单元类型，再通过Python/Julia接口手动将外环形柱交界面节点编号与内圆柱对应节点绑定，强制重合。
• 此方式需编写定制化脚本，适合高度复杂的螺旋挤压场景。

关键注意事项 #

• 螺旋挤压总高度必须与外环形柱线性挤压高度完全一致，避免交界面错位。
• Gmsh 3.0.2的Coherence功能是节点匹配核心，务必在几何创建和网格划分前开启。
• 避免单独操作交界面网格，尽量保持内外体网格参数同步。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Harsh Pipal