La qualità della mesh svolge un ruolo chiave nella precisione dei risultati. SOLIDWORKS Simulation utilizza i seguenti parametri per determinare la qualità degli elementi di una mesh.
Proporzioni
Per una mesh 3D, è possibile ottenere la migliore precisione numerica mediante una mesh con elementi tetraedrici uniformi e perfetti i cui bordi hanno uguale lunghezza. Per una geometria generale, non è possibile creare una mesh di elementi tetraedrici perfetti.
Alcuni elementi generati possono avere bordi più lunghi di altri a causa della presenza di bordi piccoli, geometria curva, funzioni sottili e angoli acuti. Quando i bordi di un elemento differiscono sostanzialmente in lunghezza, i risultati sono meno precisi.
Il rapporto d'aspetto di un elemento perfettamente tetraedrico sta alla base del calcolo del rapporto d'aspetto di altri elementi. Il rapporto d'aspetto di un elemento è il rapporto tra il bordo più lungo e la normale più corta estesa da un vertice alla faccia opposta, normalizzata rispetto ad un tetraedro perfetto.
Per definizione, il rapporto di aspetto di un elemento tetraedrico perfetto è 1,0. Il controllo del rapporto di aspetto presuppone che i bordi dritti colleghino i quattro nodi dell'angolo. Il software calcola il rapporto di aspetto per controllare la qualità della mesh.
Esempio
|
|
| Elemento con proporzioni vicine a 1,0
|
Elemento con proporzioni grandi
|
Una mesh di buona qualità ha un rapporto delle proporzioni inferiore a 5 per la maggior parte degli elementi (90% e superiore). Creare un Grafico qualità della mesh per rappresentare graficamente il rapporto delle proporzioni di tutti gli elementi.
Rapporto jacobiano
Disponibile per gli elementi della mesh di secondo ordine (mesh 3D e mesh shell di alta qualità).
Il rapporto jacobiano misura la deviazione della forma di un elemento da un elemento di forma ideale (uno con bordi diritti di uguale lunghezza). Il rapporto jacobiano di un elemento tetraedrico di secondo ordine perfetto con bordi lineari è 1,0. Il rapporto jacobiano di un elemento aumenta man mano che la curvatura dei bordi dell'elemento aumenta per mappare una geometria curva.
Su contorni estremamente appuntiti o curvi, i bordi di un elemento possono intersecarsi e l'elemento diventa distorto, creando una geometria auto intersecante. Gli elementi distorti hanno un rapporto jacobiano negativo e producono risultati imprecisi.
Nel PropertyManager Mesh, l'opzione Genera avviso per elementi distorti avvisa se nella mesh sono presenti elementi distorti. Per rimuovere gli elementi distorti, controllare innanzitutto il modello per verificare la presenza di eventuali irregolarità geometriche. Rifinire la mesh nelle aree in cui sono presenti elementi distorti.
La verifica del rapporto jacobiano tiene conto dei punti gaussiani situati all'interno di ogni elemento. Il valore predefinito in un nuovo studio è 16 punti gaussiani.
Consigli: Impostare la Verifica jacobiana su Ai nodi quando si usa il metodo p-adattivo per la risoluzione di problemi statici.
Per creare shell di alta qualità, la Verifica jacobiana utilizza 6 punti situati sui nodi.
Una mesh di buona qualità ha un rapporto jacobiano compreso tra 1 e 10 per la maggior parte dei suoi elementi (90% e superiore). Creare un Grafico qualità della mesh per rappresentare graficamente il rapporto jacobiano di tutti gli elementi.
Nella maggior parte dei modelli, gli elementi nelle regioni con curvature elevate hanno rapporti di proporzione e jacobiani maggiori. Se gli elementi con i rapporti di proporzione e jacobiano più elevati (maggiore di 10) sono lontani dalle aree critiche dell'analisi, la rifinitura della mesh in tali aree potrebbe non essere conveniente. Tuttavia, per le aree critiche della simulazione, è possibile rifinire la mesh localmente per ridurre i rapporti di proporzione e jacobiano degli elementi di scarsa qualità e migliorare i risultati della simulazione.
A seconda della geometria del modello, i livelli di rifinitura seguenti della mesh potrebbero non migliorare ulteriormente la qualità della mesh e i risultati della simulazione. Dopo ogni livello di rifinitura della mesh, verificare che i grafici di qualità della mesh per i rapporti di proporzione e jacobiano mostrino meno elementi di qualità scadente. Inoltre, assicurarsi che dopo ogni rifinitura di mesh riuscita, i risultati della simulazione convergeranno con i valori finiti.
Area elemento
(disponibile solo per mesh di shell).
Il controllo Area elemento misura l'area di superficie di ciascun elemento rispetto a un valore limite. L'algoritmo mesh identifica gli elementi con aree di superficie inferiori al valore limite come elementi di scarsa qualità e li rimuove dalla mesh. La tabella elenca i valori limite accettati dell'area di superficie di un elemento per ogni mesher.
| Mesher |
Limite dell'area elemento |
| Standard |
(Tolleranza elemento mesh) ^2 * 0,001 |
| Basata su curvatura |
(Dimensione minima elemento) ^2 * 0,001 |
| Basata su curvatura alternativa |
(Dimensione minima elemento) ^2 * 0,001 |
Per visualizzare un grafico della diagnostica della qualità della mesh basato sull'area elemento:
Nel PropertyManager Diagnostica della qualità della mesh, in Visualizza, selezionare Area elemento.
Asimmetria
(disponibile solo per mesh di shell).
L'asimmetria è la misura angolare della qualità di un elemento rispetto agli angoli di un tipo di elemento ideale. Per un elemento triangolare, l'asimmetria è il rapporto della deviazione angolare da un elemento di forma ideale.
= angolo più grande della faccia dell'elemento
= angolo più piccolo della faccia dell'elemento
= angolo di un elemento equiangolare (uguale a 60° per un triangolo equilatero e a 90° per un quadrato)
Un triangolo equiangolare perfetto ha un valore di asimmetria pari a 0. SOLIDWORKS Simulation identifica elementi con valori di asimmetria superiori a 0,9 come elementi di scarsa qualità. È possibile specificare un valore di asimmetria inferiore a 0,9 per applicare un criterio più restrittivo.
Per visualizzare un grafico della diagnostica della qualità della mesh basato sull'asimmetria:
Nel PropertyManager Diagnostica della qualità della mesh, in Visualizza, selezionare Asimmetria.