FEM MeshGmshFromShape/pl

Opis
Geometria do analizy metodą elementów skończonych musi być poddana dyskretyzacji do siatki MES. To narzędzie korzysta z programu Gmsh (który musi być zainstalowany w systemie) do generowania siatki.

W zależności od Twojego systemu operacyjnego i pakietu instalacyjnego, Gmsh może być dołączony do programu FreeCAD lub nie. Więcej informacji można znaleźć na stronie Instalacja środowiska MES.

Użycie

 * 1) Wybierz kształt, który chcesz analizować. Dla objętości musi to być bryła pojedyncza lub złożona. Bryła złożona jest konieczna jeśli część jest wykonana z wielu materiałów (bryłę złożoną można utworzyć przy pomocy narzędzia Fragmentacja funkcją logiczną).
 * 2) * Press the button.
 * 3) * Wybierz opcję z menu.
 * 4) Opcjonalnie, edytuj minimalny i maksymalny rozmiar elementu (autodetekcja często tworzy zbyt rzadkie siatki).
 * 5) Wciśnij przycisk  i poczekaj aż zakończy się generowanie siatki.
 * 6) Zamknij okno dialogowe. Powinieneś widzieć nowy obiekt FEMMeshGMSH dodany do aktywnego kontenera analizy.

Po utworzeniu siatki można zmienić jej właściwości używając edytora właściwości. Po zmianie właściwości należy ponownie otworzyć okno dialogowe narzędzia i wcisnąć przycisk (można zostawić okno dialogowe otwarte podczas zmieniania właściwości).

Właściwości

 * : Algorytm do tworzenia siatek 2D. Dostępne algorytmy są opisane na stronie projektu GMSH. Dla Delaunay zobacz stronętriangulacja Delone.
 * : Algorytm do tworzenia siatek 3D. Dostępne algorytmy są opisane na stronie projektu GMSH.
 * : Maksymalny rozmiar elementów. Jeśli ustawione jest 0.0 to rozmiar zostanie dobrany automatycznie. Ta właściwość może być również zmieniona w oknie dialogowym narzędzia w polu Maksymalny rozmiar elementu.
 * : Minimalny rozmiar elementów. Jeśli ustawione jest to rozmiar zostanie dobrany automatycznie. Ta właściwość może być również zmieniona w oknie dialogowym narzędzia w polu Minimalny rozmiar elementu.
 * (domyślne) zduplikowane węzły siatki zostaną usunięte
 * : Przestrzeń elementów siatki. Ta właściwość może być również zmieniona w oknie dialogowym narzędzia w polu Wymiar elementu.
 * From Shape (domyślne) przestrzeń zostanie określona na podstawie przestrzeni obiektu, dla którego siatka jest generowana
 * 1D
 * 2D
 * 3D
 * : Rząd elementów. Ta właściwość może być również zmieniona w oknie dialogowym narzędzia w polu Kolejność elementów.
 * 1st
 * 2nd (domyślne) Uwaga: Jeśli korzystasz z solvera Elmer, możesz trafić na ten błąd: ERROR:: GetEdgeBasis: Can't handle but linear elements, sorry. To oznacza, że dane równanie (typ analizy) nie wspiera siatek drugiego rzędu. W takim wypadku użyj siatki pierwszego rzędu lub sprawdź stronę wiki danego równania żeby znaleźć ewentualne możliwości używania siatek drugiego rzędu.
 * : Tolerancja geometryczna dla dopasowania siatki do krawędzi obiektu. Domyślne ustawienie 0.0 oznacza, że Gmsh skorzysta z wartości 1e-8.
 * : Wszystkie węzły a nie tylko elementy zostaną zapisane dla każdej fizycznej grupy siatki. Fizyczne grupy siatki to zbiory obiektów siatki (punktów, krawędzi, powierzchni i objętości). Są one identyfikowane za pomocą przestrzeni i indywidualnego oznaczenia. Przykładowo, siatka tego samego obszaru obiektu jest wewnętrznie oznaczana tak samo. Więc wszystkie powierzchnie tego obszaru będą tworzyły jedną grupę fizyczną.
 * : Czy i jak siatki z właściwością = 2nd są optymalizowane. Optymalizacja odbywa się poprzez deformację krawędzi elementu.  Gmsh wspiera różne algorytmy optymalizacji. Elastic to algorytm, w którym elementy siatki są traktowane jako kolekcja deformowalnych ciał lepkosprężystych. Siatki pierwszego rzędu nie mogą być optymalizowane, ponieważ ich krawędzie są liniowe i nie można ich deformować.
 * : Liczba elementów siatki na $$2\pi$$ razy promień krzywizny. Aby uzyskać gęstszą siatkę dla małych wierzchołków lub otworów, należ zwiększyć tą wartość dla lepszych wyników.
 * : Czy i jak siatki z właściwością = 2nd są optymalizowane. Optymalizacja odbywa się poprzez deformację krawędzi elementu.  Gmsh wspiera różne algorytmy optymalizacji. Elastic to algorytm, w którym elementy siatki są traktowane jako kolekcja deformowalnych ciał lepkosprężystych. Siatki pierwszego rzędu nie mogą być optymalizowane, ponieważ ich krawędzie są liniowe i nie można ich deformować.
 * : Liczba elementów siatki na $$2\pi$$ razy promień krzywizny. Aby uzyskać gęstszą siatkę dla małych wierzchołków lub otworów, należ zwiększyć tą wartość dla lepszych wyników.


 * : Czy siatka będzie optymalizowana przy pomocy generatora siatki 3D Netgen aby poprawić jakość elementów czworościennych. Uwaga: ponieważ Netgen może tworzyć tylko elementy czworościenne, ta opcja jest ignorowana dla siatek, których właściwość nie jest ustawiona na 3D.
 * : Algorytm używany przez i przez . Więcej informacji można znaleźć w sekcji Rekombinacja elementów a szczegóły technicznej znajdują się w dokumentacji Gmsh.
 * : Stosuje algorytm rekombinacji 3D dla wszystkich objętości. Czworościany będą przekształcone w pięciościany, prostopadłościany lub piramidki gdzie będzie to możliwe.
 * : Stosuje algorytm rekombinacji dla wszystkich powierzchni. Trójkąty będą przekształcone w czworokąty gdzie będzie to możliwe a recombination algorithm to all surfaces.
 * Optymalizuje siatkę aby zwiększyć jakość elementów czworościennych.
 * : Czy węzły elementów drugiego rzędu (jeśli wlaściwość jest ustawiona 2nd) i / lub punkty zagęszczania siatki są tworzone przez interpolację liniową.
 * używana jest interpolacja liniowa.
 * (domyślne) używana jest interpolacja krzywoliniowa.

Uwagi


Ujemne jakobiany
Jeśli pojawia się błąd o ujemnych jakobianach, można wypróbować następujące podejściaː


 * Ustawić właściwość na, ale zostawić  na 2nd.
 * Ustawić na 1st.
 * Zmniejszyć rozmiar elementów siatki poprzez redukcję.
 * Jeśli używany jest solver ccxtools i przycisk uruchamiania (nie panel zadań) to węzły elementów z ujemnymi jakobianami będą zaznaczone na zielono.



Wzrost siatki
Na krawędziach i małych obiektach geometrycznych siatka musi być mniejsza niż w obszarach z dala od krawędzi. Więc rozmiar elementu rośnie w oddaleniu od krawędzi. Strategia wzrostu siatki w Gmsh to wzrost między krawędziami o różnych rozmiarach. Więc wzrost zawodzi jeśli obszar ma krawędzie o tych samych rozmiarach jak w poniższym przykładzieː



Aby umożliwić rozsądny wzrost siatki, należy w takim przypadku dodać krawędź do tego obszaru. W tym przykładzie byłby to okrąg w środku walca. Okrąg jest dodany jako część bryły złożonej z fragmentacji funkcją logiczną, zobacz plik projektu tego przykładu.





Rekombinacja elementów
Elementy mogą być rekombinowane na dwa sposoby, na powierzchni obiektów tak, że trójkąty są przekształcane w czworoboki jeśli to możliwe i w objętości obiektów tak, że czworościany są przekształcane w pięciościany, prostopadłościany lub piramidki jeśli to możliwe. Oczywiste jest, iż wynik rekombinacji silnie zależy od geometrii obiektu i że rekombinacja obiektu 3D tylko na powierzchni zwykle prowadzi do niepożądanych rezultatów.

Zostało to przedstawione na rysunku poniżej. Siatka dla prostopadłościanu jest tworzona ze standardowymi ustawieniami (czworościany drugiego rzędu). To rysunek w lewym górnym rogu. Rysunek w prawym górnym rogu pokazuje wynik gdy dodatkowo elementy są rekombinowane tylko na powierzchni obiektu. Wynik jest zły, ponieważ zmienione elementy na powierzchni nie pasują do niezmienionych elementów w objętości. Więc sama właściwość zwykle ma sens tylko dla siatek 2D. Jeśli używana jest dodatkowo właściwość, wynik jest lepszy (lewy dolny rysunek). Jednak wynik nie odbiega znacząco od siatki bez rekombinacji. Ponieważ obiekt jest prostopadłościanem, rozsądne jest użycie algorytmu rekombinacji, który próbuje też utworzyć prostopadłościany. Taki wynik jest pokazany na prawym dolnym rysunku.

Algorytm rekombinacji Simple zostawi pewną liczbę trójkątów w siatce jeśli rekombinacja prowadzi do złej jakości czworoboków. W takich przypadkach należy użyć algorytmu full-quad, który automatycznie tworzy rzadszą siatkę a następnie dokonuje rekombinacji, wygłaszania i podziału. Więcej informacji można znaleźć w tym wątku na forum.