搜索為什么在CAE劃分網格之前要簡化模型【轉發】
2018-04-03 by:CAE仿真在線 來源:互聯網
如果把FEA分析看作一個黑箱,我們賦予一定的條件然后輸入,然后FEA給我們計算輸出結果。這里面有個簡單的道理就是:無論多么好的程序,它分析結果的好壞也要依賴于輸入數據的精度,無法使結果以高于輸入數據的精度輸出,也就是說,把形狀完整地輸入的話是最好的。
把形狀完整地劃分,理論上如果每個單元都通過檢查(單元質量的檢查后續會講解到),那么結果應該是最好的。但現實卻不是這樣,這個前面我們也提到過。要考慮這兩個方面:
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如果不簡化模型,要適應模型那些微小細節,就需要劃分盡量小的單元(而且有時候不一定能成功),而單元越小,計算機求解時間越長,有時候甚至導致計算機內存爆滿而死機。如果模型本身又很大,網格數量可能就會是天文數字。
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微小細節的地方,網格質量往往不怎么好,如果強行求解,求得的結果收斂性可能很差,準確度反而不好。
關于第1點,這里補充說明一下,一般計算機的求解時間隨著單元數量的增加而呈指數函數增加。我們來做個假設,假設100000個單元情況下,計算時間為1s,設單元數量為x,計算時間為T(x),函數關系為:
那么當單元數量為1000000時,帶入可得計算時間大約為8103s (135min),這是非常耗時的,而且你的電腦很可能在計算中崩潰(軟件求解時,會把臨時數據存到C盤,數據量會隨著計算時間的增加而不斷積累,幾個G,甚至幾十個G的數據量很正常)。
所以,在劃分網格前進行模型的簡化是非常必要的,特別是有很多微小細節的模型。如下圖所示的小孔和小圓角等。
如果不簡化模型,劃分單元后就會這樣:
這些單元往往形狀扭曲,很難通過軟件的單元質量檢查,如果要通過檢查,需要把單元劃分的特別小,而且往往也不一定行得通。那么可能有人要問了:我需要做哪些簡化?
一般需要對模型這4種類型進行簡化:
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對結構特性沒有太大影響的小孔(通孔,填料槽等等)
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對結構特性沒有太大影響的小圓角
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可以合并到一起的小平面
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小的邊緣
上面提到的這些在簡化后,不會對結果有什么影響。這里所說的不影響結構的特性,一般指結構的剛度,這種簡化的程度需要大家在實踐中去摸索,如果單元劃分不成功,很可能就是某些單元的問題,這時你就可以定位到這些單元去簡化模型。
另外,有些CAE分析軟件就自帶模型的簡化模塊,但建議大家最好在CAD軟件中畫3D模型時就簡化好再導入到CAE分析軟件中,因為在CAD模塊里簡化是最方便快捷的。
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來源:CAEandCFD(ID:feaforall),版權歸作者所有
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