메시 품질은 결과의 정확도에서 중요한 역할을 합니다. SOLIDWORKS Simulation은 다음 파라미터를 사용하여 메시의 요소 품질을 측정합니다.
종횡비
솔리드 메시의 경우 길이가 같은 모서리가 있는 균일하고 완벽한 사면체 요소가 포함된 메시로 최고의 수치 정확도를 얻을 수 있습니다. 일반 지오메트리의 경우 완벽한 사면체 요소 메시를 작성할 수 없습니다.
모서리가 작고 지오메트리가 굴곡되어 있고 피처가 얇고 코너가 뾰족하기 때문에 생성된 일부 요소는 다른 요소 보다 모서리가 더 깁니다. 요소의 모서리 길이가 크게 다르면 결과의 정확도가 떨어집니다.
완벽한 사면체 요소의 종횡비는 다른 요소의 종횡비를 계산하기 위한 기준으로 사용됩니다. 요소의 종횡비는 가장 긴 모서리와 꼭지점에서 완벽한 사면체에 대해 정규화된 반대 면으로 떨어뜨린 가장 짧은 수직선 간의 비율입니다.
이론상 완벽한 사면체 요소의 종횡비는 1.0입니다. 종횡비 검사는 직선 모서리가 4개의 코너 절점을 연결한다고 가정합니다. 메시 품질을 확인하기 위해 종횡비가 계산됩니다.
예
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| 종횡비가 대략 1.0인 요소
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종횡비가 큰 요소
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좋은 품질의 메시는 대부분의 요소(90% 이상)에 대해 종횡비가 5 미만입니다. 메시 품질 플롯을 작성하여 모든 요소의 종횡비를 플롯합니다.
야코비안 비율
2차 메시 요소(고품질 솔리드 및 쉘 메시)에 대해 사용 가능합니다.
야코비안 비율은 이상적인 형태의 요소(직선 모서리의 길이가 같음)를 기준으로 요소 형상의 변형을 측정합니다. 선형 모서리를 포함하는 완벽한 2차 사면체 요소의 야코비안 비율은 1.0입니다. 곡선 지오메트리에 매핑하기 위해 요소 모서리의 곡률이 증가한 경우 요소의 야코비안 비율도 증가합니다.
경계가 너무 뾰족하거나 굴곡된 요소의 모서리는 서로 교차할 수 있으며, 요소가 왜곡되고 자체 교차하는 지오메트리가 생성될 수 있습니다. 왜곡된 요소의 경우 야코비안 비율은 음수이고 부정확한 결과가 생성됩니다.
메시 PropertyManager에서 왜곡된 요소에 대한 경고 발행 옵션은 메시에 왜곡된 요소가 있는 경우 이를 알립니다. 왜곡된 요소를 제거하려면 먼저 모델에서 지오메트리의 불규칙성을 검사합니다. 왜곡된 요소가 있는 영역에서 메시를 세분화합니다.
야코비안 비율을 확인할 때 각 요소에 있는 가우스 점을 고려합니다. 새 스터디의 기본값은 가우스 점 16개입니다.
권장 사항: 정적 해석 문제를 풀기 위해 p-method를 사용할 때는 Jacobian Check를 절점 위치로 설정합니다.
고차원 쉘의 경우 Jacobian Check는 절점에 위치한 6개의 점을 사용합니다.
좋은 품질의 메시는 대부분의 요소(90% 이상)에 대해 야코비안 비율이 1에서 10 사이입니다. 메시 품질 플롯을 작성하여 모든 요소의 야코비안 비율을 플롯합니다.
대부분의 모델에서 곡률이 높은 영역의 요소는 종횡비와 야코비안 비율이 높습니다. 가장 높은 종횡비와 야코비안 비율(10 초과)을 가진 요소가 해석에 중요한 영역에서 떨어져 있는 경우, 이러한 영역에서 메시를 세분화하는 것은 무의미할 수 있습니다. 그러나 시뮬레이션에 중요한 영역의 경우, 메시를 부분적으로 세분화하여 낮은 품질 요소의 종횡비와 야코비안 비율을 줄이고 시뮬레이션 결과를 개선할 수 있습니다.
모델의 지오메트리에 따라 후속 수준의 메시 세분화로 메시 품질과 시뮬레이션 결과가 더 이상 개선되지 않을 수 있습니다. 각 수준의 메시 세분화 후 종횡비와 야코비안 비율에 대한 메시 품질 플롯에 낮은 품질 요소가 덜 보이는지 확인합니다. 또한 메시 세분화에 성공한 후에는 매번 시뮬레이션 결과가 유한 값으로 수렴되는지 확인합니다.
요소 면적
(쉘 메시에만 사용할 수 있습니다.)
요소 면적 검사는 각 요소의 곡면 면적을 곡면 면적 한계 값과 비교하여 측정합니다. 메시 알고리즘은 한계 값보다 적은 곡면 면적을 가지는 요소를 낮은 품질 요소로 식별하고 메시에서 이러한 요소를 제거합니다. 테이블은 각 메셔에 대한 요소 곡면 면적의 승인된 한계 값을 나열합니다.
| 메셔 |
요소 면적 한계 |
| 표준 |
(메시 면적 공차)^2 * 0.001 |
| 곡률 기반 |
(최소 요소 크기)^2 * 0.001 |
| 혼합 곡률 기반 |
(최소 요소 크기)^2 * 0.001 |
요소 면적에 기반한 메시 품질 진단 플롯을 보려면:
메시 품질 진단 PropertyManager의 표시 아래에서 요소 면적을 선택합니다.
비대칭
(쉘 메시에 사용할 수 있습니다.)
비대칭(Skewness)은 이상적인 요소 유형의 각도를 기준으로 한 요소 품질의 각도 측정치입니다. 삼각형 요소의 경우, 비대칭은 이상적인 모양을 가지는 요소와의 각 편차 비율입니다.
= 요소 면의 최대각
= 요소 면의 최소각
= 등각 요소의 각도(등변 삼각형의 경우 60°, 정사각형의 경우 90°)
완벽한 등각 삼각형은 비대칭 값이 0입니다. SOLIDWORKS Simulation은 비대칭 값이 0.9보다 큰 요소를 낮은 품질 요소로 식별합니다. 0.9보다 작은 비대칭 값을 지정하여 더 엄격한 기준을 적용할 수 있습니다.
비대칭에 기반한 메시 품질 진단 플롯을 보려면:
메시 품질 진단 PropertyManager의 표시 아래에서 비대칭을 선택합니다.