Очистка геометрии

Для построения сетки , часто , необходимо решить проблемы, связанные с особенностями геометрии. Многие из этих проблем связаны с проблемами преобразования файлов. Как правило, геометрия, используемая для построения сетки, создается в одном из многих CAD - пакетов. При экспорте файлов из CAD - пакетов и в нейтральный формат файлов (IGES, STEP, SAT), принятый программными обеспечениями, могут произойти искажение геометрии. Например, если CAD - пакет и пакет взаимодействия не поддерживают одинаковые форматы файлов,что приводит к необходимости вторичного переформатирования и к ухудшению геометрии.

Еще одной сложностью, которая может быть вызвана переформатированием файлов, является точность. В некоторых CAD - пакетах считается, что две точки являются совпадающими, если они находятся на расстоянии 1e-3, в то время как другие используют величину 1е-6. Если точность программы используемой для построения сетки более высокая, чем в CAD - пакете, то такое несоответствие может привести к необходимости проведения преобразования геометрии в программе, используемой для построения сетки с целью создания геометрии, пригодной для разбиения. Проблема точности также вызывает проблемы несоосности между смежными объемами в сборках, что препятствует совместному использованию совпадающей геометрии для создания конформной сетки.

Ошибки моделирования сделанные пользователем при работе в CAD - пакете - это еще одна проблема, которую призван разрешить модуль построения сеток. В CAD - пакете пользователь может создавать геометрию не корректно, так как некоторые части могут перекрываться или иметь небольшие промежутки между собой в тех местах, где они, должны соприкасаться. Зачастую подобные проблемы обнаруживаются в модуле построения сеток на стадии когда не представляется возможным просто вернуться назад в CAD - пакете и исправить эти проблемы, поэтому модуль построения сеток должен быть способен исправить их.

В литературе представлено несколько подходов для решения подобных проблем с геометрией. Однако они , как правило, представляют собой операции ,применяемые к геометрии, для который была определена одна или несколько проблем с топологией. Несмотря на то, что эти решения эффективны во многих случаях, они не предоставляют пользователю возможности использовать другие возможности CAD - моделирования а также их автоматизации. Среда ITEM предоставляет инструменты как для диагностики общих проблем, так и для предоставления возможных решений, из которых пользователь может выбирать, те, которые наилучшим образом могут решить обнаруженные проблемы.

Для построения качественной сетки на геометрической модели, обнаруженные проблемы с геометрией должны быть тщательно изучены и исправлены до ее построения. Наиболее часто встречающиеся ошибки геометрии можно разделить на четыре категории:

Неправильное представление геометри. Эти ошибки чаще всего происходят в результате перевода между различными форматами CAD. При этом сетка может быть сгенерирована даже с менее совершенной геометрией. Однако, в большинстве случаев они должны быть разрешены до построения сетки.
Малые объекты в модели В некоторых случаях в геометрии существуют малые объекты (линии, поверхности, объемы), которые приводят к построению очень мелкой или некачественной сетки (из-за резкого перехода от малого размера элемента вокруг этих особенностей к большому размеру, заданной в модели). Малые в кривые и поверхности могут возникать из-за конструктивных особенностей модели, которые, как правило, не нужны для конечно-элементного анализа или они могут быть результатом невнимательного построения CAD-модели. В любом случае, необходимо удалить или изменить эти объекты до построения сетки.
Построение топологии пригодной для построения сетки методом протяжки Некоторые алгоритмы построения сетки, такие как регулярная, кусочно-регулярная сетка или сетка по схеме Протяжка , требуют заданной конфигурация вершин, кривых и поверхностей. Часто нужны операции по разделению геометрии для получения топологии, пригодной для построения сетки. Другие алгоритмы, такие как нестркутрированная или тетраэдрическая сетка, не требуют таких операций.
Решение проблем с комфорными группами Для сборок деталей часто требуется конформная сетка (то есть общие узлы на общей границе). При этом операции отпечатка и слияния приводят к соединению деталей вместе, что приводит к построению сплошной сетки.

Способность распознавать, существуют ли проблемы в геометрической модели (с точки зрения построения на ней конечно-элементной сетки), и какие операции нужно применить для разрешения этих проблем в каждой из четырех категорий, описанных выше, требует значительного опыта от пользователя. ITEM не сможет заменить опыт, но сможет предложить пользователю помощь, для выявления потенциальных проблем и предложить решения, которые могут помочь в их решении.