Jakość siatki ma kluczowe znaczenie dla dokładności wyników. SOLIDWORKS Simulation korzysta z następujących parametrów do mierzenia jakości elementów w siatce.
Współczynnik kształtu
W przypadku siatki bryłowej najlepszą dokładność numeryczną uzyskuje się z siatką, która ma jednorodne, idealne elementy czworościenne o krawędziach równej długości. W geometrii ogólnej nie jest możliwe utworzenie siatki o idealnych elementach czworościennych.
Ze względu na małe krawędzie, zakrzywioną geometrię, cienkie operacje i ostre narożniki niektóre z generowanych elementów mogą mieć krawędzie znacznie dłuższe od innych. Gdy krawędzie elementu znacznie różnią się długością, wyniki są mniej dokładne.
Współczynnik proporcji idealnego elementu czworościennego jest wykorzystywany jako podstawa do obliczenia współczynników proporcji innych elementów. Współczynnik proporcji elementu to stosunek najdłuższej krawędzi do najkrótszej normalnej puszczonej z wierzchołka na przeciwległą ścianę, znormalizowany względem idealnego czworościanu.
Zgodnie z definicją współczynnik proporcji doskonałego elementu czworościennego ma wartość 1,0. Kontrola współczynnika kształtu zakłada, że krawędzie proste łączą cztery węzły narożne. Oprogramowanie oblicza współczynnik proporcji, aby sprawdzić jakość siatki.
Przykład
|
|
| Element o współczynniku proporcji bliskim 1.0
|
Element o dużym współczynniku proporcji
|
Siatka dobrej jakości ma współczynnik kształtu mniejszy niż 5 dla większości jej elementów (90% i więcej). Utworzyć wykres jakości siatki, aby wykreślić współczynnik kształtu wszystkich elementów.
Jakobian
Dostępne dla elementów siatki drugiego rzędu (siatka bryły i skorupy wysokiej jakości).
Jakobian mierzy odchylenie kształtu elementu od kształtu idealnego (tego, który ma proste krawędzie o jednakowych długościach). Jakobian idealnego elementu czworościennego drugiego rzędu z krawędziami liniowymi wynosi 1,0. Jakobian elementu zwiększa się wraz ze wzrostem krzywizny krawędzi elementu, aby zmapować zakrzywioną geometrię.
W pobliżu skrajnie ostrych lub zakrzywionych granic krawędzie elementu mogą krzyżować się ze sobą nawzajem, co powoduje zniekształcenie elementu i prowadzi do samoprzecinającej się geometrii. Zniekształcone elementy mają ujemny jakobian i dają niedokładne wyniki.
W menedżerze właściwości PropertyManager Siatka opcja Ostrzeżenie dotyczące zniekształconych elementów ostrzega o obecności zniekształconych elementów w siatce. Aby usunąć zniekształcone elementy, należy najpierw sprawdzić model pod kątem nieprawidłowości geometrii. Udoskonalić siatkę w obszarach, gdzie występują zniekształcone elementy.
Kontrola jakobianu uwzględnia punkty Gaussa zlokalizowane w obrębie każdego elementu. Domyślna wartość w nowym badaniu to 16 punktów Gaussa.
Zalecenie: W przypadku stosowania metody adaptacyjnej typu p do rozwiązywania problemów statycznych wybrać dla opcji Rozmiar jakobianu ustawienie W węzłach.
W przypadku siatek wyższego rzędu rozmiar jakobianu wykorzystuje 6 punktów w węzłach.
Siatka dobrej jakości ma jakobian pomiędzy 1 a 10 dla większości elementów (90% i powyżej). Utworzyć wykres jakości siatki, aby wykreślić współczynnik jakobianu wszystkich elementów.
W przypadku większości modeli elementy w obszarach o wysokich krzywiznach mają wyższe współczynniki kształtu i jakobianu. Jeśli elementy o najwyższych współczynnikach kształtu i jakobianu (większych niż 10) znajdują się z dala od kluczowych obszarów do analizy, nie warto udoskonalać siatki w tych obszarach. Jednakże w przypadku obszarów, które mają kluczowe znaczenie dla symulacji, można udoskonalić siatkę lokalnie, aby zredukować współczynniki kształtu i jakobianu dla elementów niskiej jakości i poprawić wyniki symulacji.
W zależności od geometrii modelu, kolejne poziomy udoskonalenia siatki mogą nie poprawiać jakości siatki i wyników symulacji. Po każdym poziomie udoskonalania siatki należy sprawdzić, czy wykresy jakości siatki dla współczynnika kształtu i współczynnika jakobianu pokazują mniej elementów niskiej jakości. Ponadto należy upewnić się, że po każdym pomyślnym udoskonaleniu siatki wyniki symulacji są zbieżne z ostatecznymi wartościami.
Powierzchnia elementu
(Opcja dostępna tylko dla siatki skorupy).
Sprawdzenie powierzchni elementu polega na zmierzeniu pola powierzchni każdego elementu w stosunku do wartości granicznej pola powierzchni. Algorytm siatki identyfikuje elementy o powierzchni mniejszej niż wartość graniczna jako elementy niskiej jakości i usuwa je z siatki. W tabeli podano dopuszczalne wartości graniczne pola powierzchni elementu dla każdego generatora siatki.
| Generator siatki |
Granica powierzchni elementu |
| Standard |
(Tolerancja elementu siatki) ^2 * 0,001 |
| Oparta na krzywiźnie |
(Minimalny rozmiar elementu) ^2 * 0,001 |
| Opartej na mieszanej krzywiźnie |
(Minimalny rozmiar elementu) ^2 * 0,001 |
Aby wyświetlić wykres Diagnostyka jakości siatki w oparciu o powierzchnię elementu:
W menedżerze właściwości PropertyManager diagnostyki jakości siatki, w części Wyświetlanie, należy wybrać Powierzchnia elementu.
Skośność
(Opcja dostępna tylko dla siatki skorupy).
Skośność to kątowa miara jakości elementu w odniesieniu do kątów idealnego typu elementu. W przypadku elementu trójkątnego skośność jest stosunkiem odchylenia kątowego od elementu o idealnym kształcie.
= największy kąt ściany elementu
= najmniejszy kąt ściany elementu
= kąt elementu równokątnego (odpowiada 60° dla trójkąta równobocznego i 90° dla kwadratu)
Idealny trójkąt równokątny ma wartość skośności równą 0. SOLIDWORKS Simulation identyfikuje elementy, które mają wartości skośności większe niż 0,9 jako elementy niskiej jakości. Możesz określić wartość skośności mniejszą niż 0,9, aby zastosować bardziej rygorystyczne kryterium.
Aby wyświetlić wykres Diagnostyka jakości siatki na podstawie skośności:
W menedżerze właściwości PropertyManager Diagnostyka jakości siatki, w części Wyświetlanie, należy wybraćSkośność.