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有关有限元分析的那些知识!
来源: | 作者:thinks | 发布时间: 2020-08-25 | 24 次浏览 | 分享到:

有了模型,那么我们就该离散化了,也就是划分网格了,那么我们就直接划分网格吗,这是初学者容易犯的错误,拿到一个模型就开始划分网格,而且我猜几乎都是3d四面体网格。

我得告诉大家,有限元分析最费时的部分就是划分网格,网格划分好了,后面求解就是分分钟的事情,大不了就是等计算机算完。为了获得可靠的结果又节约求解时间,复杂的模型划分甚至能耗去几小时,几天或者几周的时间。

一般来说,3d六面体网格会比3d四面体来得精确,3d四面体网格是非结构化网格(和节点相连的网格类型不相同,比如一个四面体和六面体共用了同一个节点),3d六面体网格是结构化网格(和节点相连的网格类型相同)。

非结构化网格最大的特点是能划分任意复杂的模型,而且时间快,但网格比结构化网格多几倍,求解时间会很慢,而且结果的收敛性没有结构化网格好。如下图:

如果网格划分不好,结果会大相径庭。所以面对一个模型我们要综合考虑各种因素来选择划分的网格类型,况且除了3d单元以外,还有1d2d单元,不同的场合选择也是不一样的。

其实大多数情况下我们会采用3d四面体网格,但不是所有样子的3d四面体网格都是可行的,我们需要检查其各种参数,比如长宽比,扭曲系数,雅可比因子等等,只有通过一定的参数检查,我们才能保证结果的准确。

另外在划分网格以前,我们还要对模型进行处理,也称为模型理想化,既要把对分析结果没什么影响的结构给去掉,比如细小孔和其它细微结构,还有就是有问题的地方比如破面等要修复。

为什么这样做呢,在fea分析领域有这样一句话:the detail of model is a dream of cad designer,but a nightmare of caeer(模型的细节是cad设计人员的梦想,却是cae仿真人员的恶梦)。

可见,如果一个结构太过于细微,那么网格划分是很难成功的,所以我们要先理想化地去除,因为这些细节对结果是没有多大影响的。

网格划分的好,边界条件也有了,那么后面的求解和后处理也就变得很简单了。

来源丨caeandcfd

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