Kvalita sítě hraje klíčovou roli v přesnosti výsledků. Software SOLIDWORKS Simulation měří kvalitu elementů v síti pomocí dvou následujících parametrů.
Poměr stran
U pevné sítě dosáhnete nejvyšší numerické přesnosti se sítí, která má stejnoměrné dokonalé čtyřstěnné prvky se stejnou délkou. U všeobecné geometrie nelze vytvořit síť dokonalých čtyřstěnných prvků.
Z důvodů malých hran, zakřivené geometrie, tenkých prvků a ostrých rohů mohou některé vytvořené elementy mít některé hrany mnohem delší než jiné. Pokud se délka hrany prvky značně liší, výsledky jsou méně přesné.
Poměr stran dokonalého tetraedrického elementu se používá jako základ pro výpočet poměrů stran jiných elementů. Poměr stran prvku je poměr mezi nejdelší hranou a nejkratší kolmicí z vrcholu na plochu na opačné straně, normalizovaný vzhledem k dokonalému čtyřúhelníku.
Dle definice je poměr stran dokonalého čtyřstěnného prvku 1,0. Kontrola poměru stran předpokládá rovné hrany spojující čtyři rohové uzly. Software vypočítá poměr stran pro kontrolu kvality sítě.
Příklad
|
|
| Element s poměrem stran blízko 1,0
|
Element s velkým poměrem stran
|
Síť vysoké kvality má u většiny svých prvků (90 % a více) poměr stran menší než 5. Vytvořte obrázek kvality sítě, který vykreslí poměr stran všech prvků.
Jakobiho poměr
Dostupné pro prvky sítě druhého řádu (vysoce kvalitní sítě objemů a skořepin).
Jakobiho poměr měří odchylku tvaru prvku od ideálně tvarovaného prvku (který má přímé hrany se stejnými délkami). Jakobiho poměr perfektního prvku čtyřstěnu druhého řádu s lineárními hranami je 1,0. Jakobiho poměr prvku se zvyšuje spolu se zvyšováním křivosti hran prvku, potřebné k mapování zakřivené geometrie.
Poblíž extrémně ostrých nebo zakřivených hranic se mohou hrany prvku navzájem protínat a prvek se tak zdeformuje. Výsledkem je geometrie, která protíná sebe samu. Deformované prvky mají záporný Jakobiho poměr a vytvářejí nepřesné výsledky.
Ve správci PropertyManager Síť slouží možnost Zobrazit upozornění na deformované prvky k tomu, aby uživatel byl informován o přítomnosti deformovaných prvků v síti. Chcete-li odstranit deformované prvky, nejprve zkontrolujte, zda v modelu neexistují nějaké nepravidelnosti geometrie. Zjemněte síť v oblastech s deformovanými prvky.
Kontrola Jakobiho poměru pracuje s Gaussovými body umístěnými v každém prvku. Výchozí hodnota v nové studii je 16 Gaussových bodů.
Doporučení: Při řešení statických problémů pomocí p-metody nastavte kontrolu Jakobiho na volbu V uzlech.
U skořepin vyššího řádu používá Jakobiho kontrola 6 bodů umístěných v uzlech.
Vysoce kvalitní síť má Jakobiho poměr mezi 1 a 10 u většiny jejích prvků (90 % a více). Vytvořte obrázek kvality sítě, který vykreslí Jakobiho poměr všech prvků.
U většiny modelů mají prvky v oblastech s vysokou křivostí vyšší poměry stran a Jakobiho poměr. Pokud jsou prvky s nejvyššími poměry stran a Jakobiho poměrem (většími než 10) mimo kritické oblasti pro analýzu, není nutné síť v těchto oblastech zjemnit. U oblastí, které jsou pro simulaci zásadní, však můžete síť lokálně zjemnit, abyste snížili poměry stran a Jakobiho poměr u prvků nízké kvality a vylepšili tak výsledky simulace.
V závislosti na geometrii modelu nemusí následné úrovně zjemnění sítě dále zlepšovat kvalitu sítě a výsledky simulace. Po každé úrovni zjemnění sítě potvrďte, že obrázky kvality sítě pro poměr stran a Jakobiho poměr vykazují méně nekvalitních prvků. Kromě toho se ujistěte, že po každém úspěšném zjemnění sítě výsledky simulace konvergují ke konečným hodnotám.
Plocha prvku
(Dostupné pouze u skořepinové sítě).
Kontrola plochy prvku měří povrchovou plochu každého prvku podle limitní hodnoty povrchové plochy. Algoritmus sítě identifikuje prvky s povrchovými plochami menšími než je limitní hodnota jako prvky nevyhovující kvality a odebere prvky ze sítě. V tabulce je uveden seznam přijatých limitních hodnot povrchové plochy prvku pro každé síťování.
| Síťování |
Limit plochy prvku |
| Standard |
(Tolerance síťového prvku:) ^2 * 0.001 |
| Zakřivené |
(Minimální velikost prvku) ^2 * 0.001 |
| Na základě splývavého zakřivení |
(Minimální velikost prvku) ^2 * 0.001 |
Postup zobrazení grafu diagnostiky kvality sítě na základě plochy prvku:
V PropertyManageru Diagnostika kvality sítě vyberte v části Zobrazit, možnost Plocha prvku.
Zešikmení
(Dostupné pouze pro skořepinovou síť.)
Zešikmení je úhlové měření kvality sítě ve vztahu k úhlům ideálního typu prvku. V případě trojúhelníkového prvku je zešikmení poměr úhlové odchylky od prvku, který má ideální tvar.
= největší úhel prvku
= nejmenší úhel prvku
= úhel rovnostranného prvku (rovná se 60° u rovnostranného trojúhelníku a 90° u čtverce)
Dokonalý rovnostranný trojúhelník má hodnotu zešikmení 0. Software SOLIDWORKS Simulation identifikuje prvky, které mají hodnoty zešikmení vyšší než 0,9 jako prvky nevyhovující kvality. Můžete zadat hodnotu zešikmení nižší než 0,9 a použít tak přísnější kritérium.
Postup zobrazení grafu diagnostiky kvality sítě na základě zešikmení:
V PropertyManageru Diagnostika kvality sítě vyberte v části Zobrazit, možnost Zešikmení.