Siatka wysokiej jakości czy roboczej? Jakiej użyć?

Prawdopodobnie wielu z Was podczas definiowania badań zastanawiało się jakiej siatki użyć i jak ewentualna zmiana jakości wpłynie na wyniki. W tym artykule chciałbym poruszyć kwestię różnic pomiędzy siatką wysokiej jakości, a siatką roboczą w SOLIDWORKS Simulation.

SOLIDWORKS Simulation umożliwia na wykorzystanie trzech rodzajów elementów do utworzenia siatki:

elementów bryłowych,

elementów skorupowych ( powłok),

elementów belkowych.

Pierwsze dwa rodzaje siatek występują w dwóch rodzajach jakości: roboczej i wysokiej.

Domyślnym wyborem jest siatka wysokiej jakości. W przypadku elementów bryłowych jest to siatka wykorzystujące elementy czworościenne, w których węzły znajdują się w miejscach połączenia krawędzi elementu oraz na ich środku . W siatkach skorupowych jest to element trójkątny w którym węzły znajdują się w narożach i na środku krawędzi elementu.

Siatka jakości roboczej jest to siatka, która posiada węzły tylko w miejscach połączeń elementów. Różnice pomiędzy elementami przedstawiono w formie graficznej poniżej.

Siatka bryłowa

|

Siatka jakości roboczej

Siatka wysokiej jakości

Siatka Skorupowa

|

Siatka jakości roboczej

Siatka wysokiej jakości

Siatka jakości roboczej, zwana inaczej siatką pierwszego rzędu jest siatką dedykowaną do przeprowadzenia badań wstępnych, gdzie nie interesują nas jeszcze wyniki, ale chcemy sprawdzić czy badanie zostało zdefiniowane prawidłowo i nie pojawiają się żadne błędy. Ze względu na mniejszą liczbę węzłów na element, tworzenie siatki jak i wykonanie badania przebiega znacznie szybciej. Siatkę jakości roboczej możemy wykorzystać również do badań w których efekty zginania są niewielkie, bądź chcemy wstępnie oszacować wielkość naprężeń w modelu.

Siatka jakości roboczej nie powinna być stosowana w badaniach, w których chcemy poznać ostateczne naprężenia w modelu. Ze względu na brak węzłów środkowobocznych, elementy jakości roboczej nie są w stanie wystarczająco podać dokładny opisać deformacji elementu. Krawędź elementu w przypadku siatki jakości roboczej pozostanie linią prostą.

Siatka wysokiej jakości dzięki węzłom środkowobocznym jest w stanie lepiej odwzorować deformację, przy założeniu takiego samego rozmiaru elementu co w siatce roboczej. Każda krawędź elementu skończonego jest opisana przy pomocy trzech węzłów. Co za tym idzie jej kształt może być opisany prze pomocy krzywej drugiego stopnia, czyli parabolą. Dzięki większej liczbie węzłów uzyskujemy lepsze przybliżenia matematyczne. Siatka wysokiej jakości wymaga jednak większych zasobów sprzętowych.

Na grafice poniżej przedstawiono różnicę w deformacji elementu wysokiej jakości i roboczej, na przykładzie elementu skorupowego. Czarnym kolorem przedstawiono kształt początkowy, czerwonym kształt po deformacji.

|

Siatka jakości roboczej

Siatka wysokiej jakości

Opcja wyboru rodzaju jakości siatki znajduje się w oknie tworzenia siatki, w sekcji zaawansowane.

Podsumowując, domyślnie powinniśmy stosować siatkę wysokiej jakości, przy użyciu tej siatki będziemy w stanie uzyskać dokładniejsze wyniki przy tej samej wielkości elementów. Badanie przy użyciu tej siatki będzie liczyć się nieco dłużej i będzie wymagało większych zasobów sprzętowych. Siatka jakości roboczej powinna być stosowana do badań wstępnych lub w przypadku, gdy zasoby komputera nie pozwalają na wykorzystanie siatki wysokiej jakości.

Post: Siatka wysokiej jakości czy roboczej? Jakiej użyć?