Добавление внешнего слоя элементов

Добавление внешнего слоя элементов - это методика измельчения сетки, основанная на вставке новых элементов вблизи ее границы. Она может использоваться для улучшения качества сетки при сохранении внешней границы рассматриваемого набора элементов. Методика обеспечивает решение таких задач, как добавление слоя однотипных элементов на заданном расстоянии от границы или кольца элементов вокруг отверстия.

При этом пользователь определяет "сжимаемый" набор элементов: все элементы внутри внешней границы этого набора "сжимаются" в направлении его центра. Создаются новые элементы для заполнения пространства между исходной границей сетки и границей сжатого набора; они образуют своего рода "подушку" вокруг этого набора. На Рис. 1a) показан пример исходной сетки в виде одного-единственного элемента-гексаэдра, а на Рис. 1b) - результат сжатия этого элемента. Для сохранения при сжатии внешней границы сетки грани элемента заданы как поверхности. Благодаря этому образуемая "подушка" включает указанные поверхности и в образуемом пространстве не создаются новые лишние элементы (см. Рис. 1c).

Рис. 1 - Исходная сетка в виде одного элемента-гексаэдра (a), результат сжатия этого элемента с сохранением внешней границы (b) и окончательный вид измельченной сетки с "подушкой" из вновь созданных элементов (c)

В некоторых случаях сжимаемый набор элементов может оказаться не соответствующим геометрии измельчаемой области. При движении внешних узлов этого набора к середине они должны не потерять свои геометрические связи. Узлы при вершинах должны перемещаться вдоль кривых, а узлы на кривых - по поверхностям. При наличии множества кривых или поверхностей, вдоль которых возможно перемещение какого-либо внешнего узла, ситуация становится неопределенной и операция не выполняется.

Для добавления внешнего слоя элементов применимы команды:

pillow hex <IDs> [through {[surface <IDs>] [face <IDs>] [tri <IDs>]}] [distance <value>] [unfix_nodes] [no_smooth ]

pillow face <IDs> [through curve <IDs>] [distance <value>] [unfix_nodes] [no_smooth]

С помощью параметра through определяются геометрические или сеточные объекты, через которые должна проходить образуемая "подушка", без создания лишних элементов (см. выше).

Посредством параметра distance осуществляется ручное управление расстоянием, на которое сжимается каждый элемент границы. Если значение этого параметра не указано, то оно вычисляется для каждого элемента отдельно. В случае указания все вновь создаваемые узлы будут располагаться по умолчанию соответственно сжатию элементов к центру набора. При использовании опции unfix_nodes любая операция сглаживания способна изменить положения узлов в добавляемом слое гексаэдров. По умолчанию сглаживание выполняется автоматически вслед за добавлением этого слоя, если не указана опция no_smooth.

Похожие команды используются для создания "подушки" из элементов вокруг набора двумерных граней.

Пример добавления внешнего слоя элементов представлен на Рис. 2.

Рис. 2 - Пример добавления внешнего слоя элементов на определенном расстоянии от границы сетки