Zweck und Rolle des Netzes

Der Hauptzweck eines Finite-Elemente-Netz ist es ausreichend Geometrie eines modellierten Objekts anzunähern, um alle Merkmale der Geometrie und deren Bedeutung für die Lösung berücksichtigen zu können. Der AutoFEM Preprozessor nutzt einen effektiven automatischen Generator von Finite-Elemente-Netze, die dem Anwender die Kontrolle über verschiedene Modi der Netzgenerierung erlaubt, um Netze in der gewünschten Qualität für diverse Modelle zu erhalten. In AutoFEM werden volumetrische Tetraeder- und dreieckige Flächen der Finite Elemente als Finite-Elemente-Netze eingesetzt, welche, in der Theorie,  eine Annäherung jeder gewünschten Genauigkeit erlauben. Dennoch gibt es einige vorläufige Empfehlungen zur  Eignung von Berechnungsmodellen mittels Finite-Elemente.

Erstens hängt die Qualität der Lösung von der Form der beteiligten Finite-Elemente ab. Die besten Ergebnisse der Finite-Elemente-Modellierung werden erreicht, wenn die Elemente (Tetraeder und Dreiecke), im vernetzten Modell möglichst gleichseitigen sind. Dies ist besonders wichtig für Tetraederelemente.

Umgekehrt, wenn ein vernetztes Modell Elemente enthält, deren Element-generierenden Kanten in ihrer Größe stark variieren, dann sind, könnten die Ergebnisse der Modellierung einer unzureichenden Genauigkeit sein. In solchen Fällen ist es wünschenswert, die Anzahl "schlechter" Elemente durch die Optionen im Finite-Elemente-Netz-Generator zu minimieren.

Also muss ein Benutzer die «Qualität» des konstruierten Finite-Elemente Modells mit einer visuellen Prüfung oder mit Hilfe der «Netz-Einstellungen» steuern, mit dem Ziel möglicherweise eine einheitlichere Form der Verteilung der Elemente in das Netz einzubinden.

Angemesseneres Netz nach der Verwendung der Netzparameter-Einstellungen erhalten

Zweitens, neben den Formen der Finite-Elemente wird die Qualität der Lösung direkt durch den Grad der Diskretisierung des ursprünglichen geometrischen Modell, die «Dichte» des Finite-Elemente-Netzes beeinflusst. Der Benutzer kann diesen Generatorparameter durch Angabe eine relative oder absolute mittlere Größe der Finite-Elemente-Approximation der Geometrie des Körpers oder durch variierende Parameter steuern, und so deren Auswirkung auf gekrümmte Modelle. Normalerweise ergibt ein feineres Netz bessere Ergebnisse in Bezug auf die Genauigkeit. Es sollte jedoch bedacht werden, dass eine Annäherung eines Modells von einer großen Anzahl kleiner endlichen Elemente zwangsläufig zu einem übergeordneten System algebraischer Gleichungen führt, was negative Auswirkungen auf die Geschwindigkeit der Berechnungen hat. Die Qualität eines Finite-Elemente-Modells kann durch nachfolgendes Lösen mehrerer Studien mit zunehmendem Grad der Diskretisierung beurteilt werden. Wenn die Lösung (wie die maximalen Verschiebungen und Spannungen) keinen signifikanten Unterschied mehr auf einem dichteren Netz anzeigt, dann, kann man es zu einer großen Gewissheit als eine optimale Diskretisierungsebene betrachten, so dass eine weitere Diskretisierung nicht nötig ist.

In vielen Fällen soll das geschätzten minimalen Niveau einer Körperteilung benutzt werden, wie die Nutzung von zwei oder drei Schichten von Finite-Elemente in Richtung der Anwendung von Lasten und an Orten von  erwarteten Verschiebungen.

Darüber hinaus bietet der Netzgenerator Möglichkeiten zum Erstellen von benutzerdefinierten auferlegten Netz «Verfeinerungen» in den Bereichen des Modells mit starken Variationen in der Krümmung, wo man hohe Steigungen der gesuchten Werte (Spannungen, zum Beispiel) erwartet.

Man sollte viel Aufmerksamkeit auf das Vernetzung des Finite-Elemente-Modell richten, zum Beispiel, dass das Finite-Elemente-Netz der Modell Geometrie entspricht und eine zufriedenstellende Qualität hat aus Sicht der Sicherstellung einer zuverlässigen und vertrauenswürdigen Lösung für das physikalische Problem.

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