Качество сетки играет ключевую роль в точности результатов. Программа использует два важных способа проверки, чтобы оценить качество элементов в сетке.
Проверка соотношения сторон
Для сетки твердого тела достигается наилучшая числовая точность с сеткой, которая имеет однородные идеальные тетраэдральные элементы, кромки которых имеют одинаковую длину. Для общей геометрии невозможно создать сетку идеальных тетраэдральных элементов.
Из-за малых кромок, изогнутой формы, тонкостенных элементов и острых углов одни кромки некоторых созданных элементов длиннее других. Если кромки элемента сильно отличаются по длине, результаты менее точны.
Соотношение сторон идеального тетраэдрального элемента используется в качестве основы для вычисления соотношений сторон других элементов. Соотношение сторон элемента — это отношение самой длинной кромки к кратчайшему перпендикуляру, опущенному из вершины на противоположную грань, нормализованную относительно идеального тетраэдрального элемента.
По определению, соотношение сторон идеального тетраэдрального элемента равно 1,0. Проверка соотношения сторон предполагает, что прямые кромки соединяют четыре угловых узла. Программа рассчитывает соотношение сторон для проверки качества сетки.
Пример
|
|
| Элемент с коэффициентом соотношения сторон близким к 1,0
|
Элемент с большим коэффициентом соотношения сторон
|
Сетка хорошего качества имеет соотношение сторон менее 5 для большинства элементов (90% и выше). Создайте эпюру качества сетки для построения соотношения сторон всех элементов.
Проверка коэффициента Якобиана
Доступно для элементов сетки второго порядка (высококачественная сетка твердого тела и оболочки).
Коэффициент Якобиана измеряет отклонение формы элемента от идеально сформированного элемента (имеющего прямые кромки одинаковой длины). Коэффициент Якобиана для идеального тетраэдрального элемента второго порядка с линейными кромками составляет 1.0. Коэффициент Якобиана для элемента увеличивается по мере увеличения кривизны кромок элемента для отображения изогнутой геометрии.
Возле очень острых или изогнутых границ кромки элемента могут пересекаться друг с другом, а элемент быть деформированным, что приводит к самопересекающейся геометрии. Искаженные элементы имеют отрицательный коэффициент Якобиана и дают неточные результаты.
В окне PropertyManager Сетка параметр Предупреждение об искаженных элементах предупреждает о наличии искаженных элементов в сетке. Чтобы удалить искаженные элементы, сначала проверьте модель на наличие неровностей геометрии. Оптимизируйте сетку в областях, где присутствуют искаженные элементы.
При вычислении коэффициента Якобиана учитываются гауссовы точки, расположенные внутри каждого элемента. По умолчанию в новом исследовании используется 16 гауссовых точек.
Рекомендации: Установите проверку коэффициента Якобиана на значение В узлах при использовании p-метода для решения статических задач.
Для оболочек высокого порядка проверка коэффициента Якобиана использует 6 точек, расположенных на узлах.
Сетка хорошего качества имеет коэффициент Якобиана от 1 до 10 для большинства элементов (90% и выше). Создайте эпюру качества сетки для построения коэффициента Якобиана всех элементов.
Для большинства моделей элементы в областях высокой кривизны имеют большее соотношение сторон и коэффициент Якобиана. Если элементы с наибольшим соотношением сторон и коэффициентом Якобиана (больше 10) находятся за пределами критических областей для анализа, возможно, не стоит детализировать сетку в этих областях. Однако для областей, которые критически важны для моделирования, можно детализировать сетку локально, чтобы уменьшить соотношение сторон и коэффициент Якобиана для элементов низкого качества и улучшить результаты моделирования.
В зависимости от геометрии модели последующие уровни детализации сетки могут не улучшить качество сетки и результаты моделирования. После каждого уровня детализации сетки убедитесь, что эпюры качества сетки для соотношения сторон и коэффициента Якобиана показывают меньше элементов низкого качества. Кроме того, убедитесь, что после каждой успешной детализации сетки результаты моделирования сходятся в конечные значения.