A qualidade da malha desempenha um papel fundamental na precisão dos resultados. O SOLIDWORKS Simulation os seguintes parâmetros para medir a qualidade dos elementos em uma malha.
Razão de aspecto
Para uma malha sólida, você obtém a melhor precisão numérica com uma malha que tem elementos tetraédricos perfeitos e uniformes cujas arestas têm um comprimento igual. Em uma geometria geral, não é possível criar uma malha com elementos tetraédricos perfeitos.
Por causa de pequenas arestas, geometria curva, recursos finos e cantos agudos, alguns dos elementos gerados podem ter arestas muito mais longas que outros. Quando as arestas de um elemento diferem substancialmente no comprimento, os resultados são menos precisos.
A razão de um elemento tetraédrico perfeito é utilizada como base para calcular as razões de outros elementos. A razão de um elemento é a razão entre a aresta mais longa e a normal mais curta relativa a um vértice oposto à face, normalizado em relação a um tetraedro perfeito.
Por definição, a razão de um elemento tetraédrico perfeito é 1,0. A verificação da razão pressupõe arestas retas que conectam os quatro nós de canto. O software calcula razão de aspecto para verificar a qualidade da malha.
Exemplo
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| Elemento com proporção próxima de 1,0
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Elemento com proporção elevada
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Uma malha de boa qualidade tem uma razão de aspecto menor que 5 para a maioria de seus elementos (90% e acima). Crie uma plotagem de qualidade de malha para plotar a razão de aspecto de todos os elementos.
Taxa Jacobiana
Disponível para elementos de malha de segunda ordem (malha sólida e de casca de alta qualidade).
A taxa Jacobiana mede o desvio da forma de um elemento a partir de um elemento com formato ideal (com arestas retas com comprimentos iguais). A taxa Jacobiana de um elemento tetraédrico perfeito de segunda ordem com arestas lineares é 1,0. A taxa Jacobiana de um elemento aumenta à medida que a curvatura das arestas do elemento aumenta para mapear uma geometria curva.
Limites praticamente agudos ou curvos, as arestas de um elemento podem se cruzar uma sobre a outra, e o elemento fica distorcido, resultando em geometria de autointerseção. Os elementos distorcidos têm uma taxa Jacobiana negativa e produzem resultados imprecisos.
No PropertyManager Malha, a opção Aviso de problema para elementos distorcidos alerta você quando há elementos distorcidos na malha. Para remover elementos distorcidos, primeiro verifique se o modelo tem irregularidades de geometria. Refine a malha em áreas onde existem elementos distorcidos.
A verificação da taxa Jacobiana considera os pontos gaussianos localizados dentro de cada elemento. O valor padrão em um novo estudo é 16 pontos gaussianos.
Recomendação: Defina a Verificação jacobiana como Nos nós quando o método p for usado para resolver problemas estáticos.
Para cascas de alta ordem, a Verificação jacobiana usa 6 pontos localizados nos nós.
Uma malha de boa qualidade tem uma taxa Jacobiana entre 1 e 10 para a maioria de seus elementos (90% e acima). Crie uma plotagem de qualidade de malha para plotar a taxa jacobiana de todos os elementos.
Para a maioria dos modelos, os elementos em regiões de curvaturas altas têm taxas jacobianas e razão de aspecto mais altas. Se os elementos com as taxas jacobianas e a proporção mais altas (maiores que 10) estiverem longe de áreas críticas para a análise, pode não ser interessante refinar a malha nessas áreas. No entanto, para áreas críticas para a simulação, você pode refinar a malha localmente para reduzir as taxas jacobianas e a razão de aspecto para os elementos de baixa qualidade e melhorar os resultados da simulação.
Dependendo da geometria do modelo, os níveis subsequentes de refinamento da malha podem não melhorar a qualidade da malha e os resultados da simulação. Após cada nível de refinamento da malha, confirme se as plotagens de qualidade da malha para razão de aspecto e taxa jacobiana mostram menos elementos de baixa qualidade. Além disso, certifique-se de que após cada refinamento bem-sucedido da malha os resultados da simulação convergem para valores finitos.
Área do elemento
(Disponível apenas para a malha de casca).
A verificação da área do elemento mede a área de superfície de cada elemento em relação a um valor de área de superfície limite. O algoritmo de malha identifica elementos com áreas de superfície menores que o valor limite como elementos de baixa qualidade e remove esses elementos da malha. A tabela lista os valores limite aceitos da área de superfície de um elemento para cada gerador de malha.
| Gerador de malha |
Limite da área do elemento |
| Padrão |
(Tolerância de elemento de malha) ^2 * 0,001 |
| Baseada em curvatura |
(Tamanho de elemento mínimo) ^2 * 0,001 |
| Baseada em curvatura misturada |
(Tamanho de elemento mínimo) ^2 * 0,001 |
Para exibir uma plotagem de Diagnóstico de qualidade de malha com base na área do elemento:
No PropertyManager de Diagnóstico de qualidade da malha, em Exibir, selecione Área do elemento.
Assimetria
(Disponível apenas para a malha de casca.)
A assimetria é a medida angular da qualidade de um elemento em relação aos ângulos de um tipo de elemento ideal. Para um elemento triangular, a assimetria é a taxa do desvio angular de um elemento que tem uma forma ideal.
= maior ângulo da face do elemento
= menor ângulo da face do elemento
= ângulo de um elemento equiangular (igual a 60° para um triângulo equilátero e 90° para um quadrado)
Um triângulo equiangular perfeito tem um valor de assimetria de 0. O SOLIDWORKS Simulation identifica elementos que com valores de assimetria maiores que 0,9 como elementos de baixa qualidade. Você pode especificar um valor de assimetria como menor que 0,9 para aplicar um critério mais rigoroso.
Para exibir uma plotagem de Diagnóstico de qualidade de malha com base na assimetria:
No PropertyManager de Diagnóstico de qualidade da malha, em Exibir, selecione Assimetria.