Finalità e Ruolo delle Maglie

 

Lo scopo principale di una maglia ad elementi finiti è adeguatamente approssimare la geometria del corpo modellato, rappresentando tutte le caratteristiche geometricamente significative alla soluzione. L'AutoFEM pre-elaborazione utilizza un generatore automatico efficace di maglie ad elementi finiti, che consente all'utente di controllare varie modalità di generazione della maglia ad elementi finiti per ottenere maglie della qualità desiderata su diversi modelli. In AutoFEM, volumetrici elementi finiti superficiali tetraedrici e triangolari sono utilizzati nella maglia ad elementi finiti, che, in teoria, consentono di approssimare con la precisione richiesta. Tuttavia, ci sono diverse raccomandazioni preliminari per quanto riguarda l'adeguatezza dei modelli di calcolo che utilizzano elementi finiti.

In primo luogo, la qualità di una soluzione può dipendere dalla forma degli elementi finiti coinvolti. I migliori risultati di modellazione agli elementi finiti vengono raggiunti, se gli elementi (tetraedri e triangoli) che costituiscono il modello di mesh sono tanto più vicini a quelli equilateri. Ciò è particolarmente importante per gli elementi tetraedrici. Viceversa, se la maglia di un modello contiene elementi, i quali generano bordi che variano nelle loro dimensioni notevolmente, allora i risultati di modellazione possono essere di una precisione insufficiente. In tali casi, è desiderabile minimizzare il numero di tali elementi impropri mediante le opzioni fornite nel generatore degli elementi della maglia ad elementi finiti.

 

 

Così, un utente deve controllare "qualità" del modello ad elementi finiti costruito in base ad un'ispezione visiva o con l'aiuto della «Griglia Impostazioni», mirando alla distribuzione più possibilmente uniforme degli elementi coinvolti nella maglia

 

maglia più adeguata ottenuta dopo l'utilizzo delle impostazioni dei parametri di maglia

 

in secondo luogo, inoltre la forma degli elementi finiti influisce direttamente sulla qualità della soluzione in base al grado di discretizzazione del modello geometrico originale, cioè «densità» della mesh di elementi finiti. L'utente può controllare il parametro di questa generazione della maglia specificando una dimensione media relativa o assoluta degli elementi finiti approssimando la geometria del corpo, o variando i parametri che influenzano la generazione della sui modelli curvilinei. Di solito, una divisione più fine produce risultati migliori in termini di precisione. Tuttavia, ricordate che approssimare un modello da un gran numero di piccoli elementi finiti porta inevitabilmente ad un sistema ad alto ordine di equazioni algebriche, che potrebbero influenzare negativamente la velocità di calcolo. La qualità di un modello agli elementi finiti può essere valutata in seguito risolvendo diversi studi con sempre maggiore grado di discretizzazione. Se la soluzione (ad esempio spostamenti massimi e sollecitazioni) non mostra differenze significative su una maglia densa, quindi, ad una grande certezza, si può considerare come un livello di discretizzazione ottimale, in modo che un più alto tasso di discretizzazione è ingiustificato.

 

 

In molti casi, è necessario stimare il livello minimo di suddivisione di un corpo in differenti strati ad elementi finiti nella direzione di applicazione dei carichi e spostamenti previsti.

Inoltre, il generatore della maglia fornisce mezzi per creare una maglia ad hoc dall'utente  con il comando «perfezionamento» nelle aree del modello con forti variazioni nella curvatura, dove ci si aspetterebbe elevati gradienti dei valori richiesti (sollecitazioni, per esempio).

Pertanto, si deve prestare molta attenzione ai modelli usati per generare la maglia ad elementi finiti, osservando che la maglia ad elementi finiti corrispondeva alla geometria del modello e aveva una qualità soddisfacente dal punto di vista di assicurare una soluzione affidabile e sicuro al problema fisico essendo modellato.

 

Vedere anche: Creare gli elementi finiti della maglia, Condensazione della maglia

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