Szacowanie błędu dyskretyzacji

Oszacowanie błędu naprężenia opiera się na zasadzie ciągłości pola naprężenia. Menedżer właściwości ERR Wykres naprężenia: Błąd normy energii umożliwia oszacowanie nieciągłości pola naprężenia między jednym elementem a drugim.

Naprężenia węzłowe każdego elementu są uśredniane, aby wygładzić nieciągłość naprężeń elementów poprzez granice elementu. Na przykład dla elementów N, które mają wspólny węzeł, badanie Simulation sumuje wartości naprężenia ze wszystkich elementów i dzieli je przez N, aby obliczyć uśrednione wartości naprężenia w tym węźle. Funkcje kształtu przemieszczenia (liniowe lub wielomianowe wyższego poziomu) są używane do interpolacji nowego pola naprężenia.

Błąd naprężenia oszacowany w każdym elemencie jest definiowany jako różnica pomiędzy naprężeniem elementu a średnią naprężeń węzłowych skorygowanych przy użyciu funkcji kształtu. Ten błąd naprężenia jest używany do obliczania błędu normy energii dla każdego elementu.

Wybrać komponent naprężenia ERR: błąd normy energii, aby wykreślić błąd normy energii dla każdego elementu. Wykres ERR: błąd normy energii jest dostępny tylko dla badania statycznego i testu upuszczenia.

Tabela zawiera podsumowanie definicji i wzorów dla szacowanych błędów naprężenia.

Definicje Wzory
Wektor błędu naprężenia

  • : wektor średniego naprężenia w węźle. Jeżeli istnieje N elementów, które mają wspólny węzeł, wartości naprężenia ze wszystkich N elementów są sumowane i dzielone przez N.
  • : Wektor naprężenia elementu w węźle (uśredniony pomiędzy punktami Gaussa w każdym elemencie).
Oszacowanie błędu naprężenia elementu na podstawie normy energii

  • D: macierz sztywności materiału lub macierz składowa
  • w: objętość elementu
Oszacowanie globalnego błędu naprężenia (całkowita energia błędu)

  • N: liczba elementów
Oszacowanie elementarnego błędu procentowego (ERR: Błąd normy energii)

Całkowita energia odkształcenia

  • : wektor odkształcenia elementarnego
Średni błąd procentowy (APE)
  • Plik wyjściowy, *.out, zawiera raporty dotyczące całkowitej energii odkształcenia (TSE), całkowitej energii błędu (TEE) i średniego błędu procentowego (APE).
  • Jeżeli siatka jest wystarczająco drobna — tak, że dwa sąsiadujące elementy mają idealnie ciągłe kontury naprężenia — błąd naprężenia w każdym węźle wynosi zero. Aby zmniejszyć błąd naprężenia, należy udoskonalić siatkę w obszarach o większych wartościach błędu normy energii.

Odniesienia

  • A Simple Error Estimator and Adaptive Procedure for Practical Engineering Analysis by O.C. Zienkiewicz and J. Z. Zhu, International Journal for Numerical Methods in Engineering, vol. 24, 337-357 (1987)
  • An error analysis and mesh adaptation method for shape design of structural components, by K.-H. Chang and . K. Choi (1991), Computers, and Structures Vol. 44. No. 6. pp. 1275-1289, 1992 Pergamon Press Ltd.