CAE Fidesys 9.0 Руководство пользователя

Типы элементов и процесс построения сетки

В этом разделе рассматриваются вопросы, связанные с созданием конечно-элементной сетки на существующей геометрической модели , в том числе, типы используемых элементов и процесс генерации сетки, а также:

• Команда и атрибуты разбиения на элементы;

• Интервалы разбиения;

• Схемы построения cетки;

• Оценка качества сетки;

• Изменение cетки;

• Проверка cетки;

• Адаптивность сетки и функции, определяющие размер элементов;

• Удаление сетки;

• Свободные сетки;

• Отделение поверхности объемной сетки;

• Импорт сетки.

Типы элементов

Для представления каждого топологического объекта в составе геометрической модели (геометрического объекта) возможно использование одного или нескольких типов базовых элементов. Например, поверхность может быть представлена набором граней, а в качестве граней применимы четырехугольные или треугольные элементы. Типы базовых элементов, соответствующие различным типам геометрических объектов, приведены в таблице 1.

Таблица 1 - Возможности представления геометрических объектов с помощью базовых элементов

В рамках одного типа базового элемента возможно использование нескольких (типов конечных элементов с различными уровнями точности, требуемыми при конечно-элементном анализе. Например, в Fidesys могут применяться линейные (четырехузловые) и квадратичные (8- или 9-узловые) четырехугольные конечные элементы. Полностью тип конечного элемента определяется после построения сетки. Более подробную информацию о типах конечных элементов можно найти в подразделе Свойства конечных элементов.

Каждый сеточный объект ассоциируется с геометрическим объектом, от которого он произошел. Эта ассоциативность позволяет строить сетку, отображать и выделять сеточные объекты, а также присваивать им атрибуты через геометрию. Например, присвоение определенного атрибута сетки поверхности оказывает соответствующее влияние на все грани, принадлежащие этой поверхности.

Процесс построения сетки

Процесс построения сетки для существующей геометрической модели включает четыре основных шага:

• Определение интервалов разбиения.

Интервал разбиения на элементы всегда определяется применительно к конкретному геометрическому объекту. Например, следующая команда определяет размер интервала (size 2.0) для объема 1:

volume 1 size 2.0

• Выбор схемы построения сетки.

В Fidesys поддерживается множество схем построения сеток, например, для объема 1 может быть выбрана схема Протяжка (sweep):

volume 1 scheme sweep

• Разбиение модели на элементы.

Например:

mesh volume 1

• Оценка качества сетки.

На этом шаге оценивается пригодность построенной сетки для конечно-элементного  анализа. При этом  указывается для какого геометрического объекта проводится оценка, например:

quality volume 1

При оценке используются различные критерии качества. По результатам оценки можно повысить качество сетки с помощью сглаживания и различных методов улучшения.

Для сложных геометрических моделей процесс построения  сетки может быть итерационным, с повторением описанных выше действий.

Обычно сетка строится иерархическим способом. Например, если она строится в объеме, то вначале используются все его вершины для формирования узлов, затем кривые разбиваются на ребра, поверхности - на грани, и в итоге объем представляется набором гексаэдров. Процесс построения сетки  непосредственно контролируется пользователем.