A qualidade da malha desempenha um papel fundamental na precisão dos resultados. O software usa duas verificações importantes para medir a qualidade dos elementos em uma malha.
Verificação de proporção.
Para uma malha sólida, você obtém a melhor precisão numérica com uma malha que tem elementos tetraédricos perfeitos e uniformes cujas arestas têm um comprimento igual. Em uma geometria geral, não é possível criar uma malha com elementos tetraédricos perfeitos.
Por causa de pequenas arestas, geometria curva, recursos finos e cantos agudos, alguns dos elementos gerados podem ter arestas muito mais longas que outros. Quando as arestas de um elemento diferem substancialmente no comprimento, os resultados são menos precisos.
A razão de um elemento tetraédrico perfeito é utilizada como base para calcular as razões de outros elementos. A razão de um elemento é a razão entre a aresta mais longa e a normal mais curta relativa a um vértice oposto à face, normalizado em relação a um tetraedro perfeito.
Por definição, a razão de um elemento tetraédrico perfeito é 1,0. A verificação da razão pressupõe arestas retas que conectam os quatro nós de canto. O software calcula razão de aspecto para verificar a qualidade da malha.
Exemplo
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| Elemento com proporção próxima de 1,0
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Elemento com proporção elevada
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Uma malha de boa qualidade tem uma razão de aspecto menor que 5 para a maioria de seus elementos (90% e acima). Crie uma plotagem de qualidade de malha para plotar a razão de aspecto de todos os elementos.
Verificação da taxa Jacobiana
Disponível para elementos de malha de segunda ordem (malha sólida e de casca de alta qualidade).
A taxa Jacobiana mede o desvio da forma de um elemento a partir de um elemento com formato ideal (com arestas retas com comprimentos iguais). A taxa Jacobiana de um elemento tetraédrico perfeito de segunda ordem com arestas lineares é 1,0. A taxa Jacobiana de um elemento aumenta à medida que a curvatura das arestas do elemento aumenta para mapear uma geometria curva.
Limites praticamente agudos ou curvos, as arestas de um elemento podem se cruzar uma sobre a outra, e o elemento fica distorcido, resultando em geometria de autointerseção. Os elementos distorcidos têm uma taxa Jacobiana negativa e produzem resultados imprecisos.
No PropertyManager Malha, a opção Aviso de problema para elementos distorcidos alerta você quando há elementos distorcidos na malha. Para remover elementos distorcidos, primeiro verifique se o modelo tem irregularidades de geometria. Refine a malha em áreas onde existem elementos distorcidos.
A verificação da taxa Jacobiana considera os pontos gaussianos localizados dentro de cada elemento. O valor padrão em um novo estudo é 16 pontos gaussianos.
Recomendação: Defina a Verificação jacobiana como Nos nós quando o método p for usado para resolver problemas estáticos.
Para cascas de alta ordem, a Verificação jacobiana usa 6 pontos localizados nos nós.
Uma malha de boa qualidade tem uma taxa Jacobiana entre 1 e 10 para a maioria de seus elementos (90% e acima). Crie uma plotagem de qualidade de malha para plotar a taxa jacobiana de todos os elementos.
Para a maioria dos modelos, os elementos em regiões de curvaturas altas têm taxas jacobianas e razão de aspecto mais altas. Se os elementos com as taxas jacobianas e a proporção mais altas (maiores que 10) estiverem longe de áreas críticas para a análise, pode não ser interessante refinar a malha nessas áreas. No entanto, para áreas críticas para a simulação, você pode refinar a malha localmente para reduzir as taxas jacobianas e a razão de aspecto para os elementos de baixa qualidade e melhorar os resultados da simulação.
Dependendo da geometria do modelo, os níveis subsequentes de refinamento da malha podem não melhorar a qualidade da malha e os resultados da simulação. Após cada nível de refinamento da malha, confirme se as plotagens de qualidade da malha para razão de aspecto e taxa jacobiana mostram menos elementos de baixa qualidade. Além disso, certifique-se de que após cada refinamento bem-sucedido da malha os resultados da simulação convergem para valores finitos.