メッシュ化プロセスの紹介

説明

メッシュ化プロセスでは、スタディドメインが複数のメッシュ要素に分割されます。

メッシュ要素の頂点は節点と呼ばれます。

メッシュまたは要素は次のように呼ばれます:

  • ボリューム要素(ボリュームドメインの場合)
  • サーフェス要素(サーフェスドメインの場合)
  • ライン要素(ラインドメインの場合)

メッシュ化と有限要素

メッシュ化プロセスは、有限要素法における重要なステップです。有限要素法では、メッシュの各節点上での状態変数の近似値(スカラーまたはベクトルポテンシャル、温度など)、および磁界と磁気誘導、電界、熱流束密度などから得られる場の近似値が計算され、出力されます。

メッシュと結果

近似解の質はメッシュに依存します。したがって、この解の質は以下に依存します:

  • 有限要素の数と次元
  • 各要素内の補間関数(これらは1次 / 2次の多項式関数になり得ます)
  • サブドメイン境界に適用された連続性条件

メッシュ要素の形

メッシュ要素のさまざまな形を次の表に示します。

フェイスメッシュ ボリュームメッシュ
三角形 四面体
五面体
Rectangle 六面体
角錐

メッシュ要素の構造

形状という点では、ボリューム要素はその頂点、エッジ、およびフェイスで特徴付けられます。

1次および2次要素

ユーザーはさまざまなタイプの有限要素を使用できます。これらは1次要素または2次要素と呼ばれます。

これらの要素に関する情報を次の表に示します。

要素のタイプ 節点の位置 補間関数
1次 頂点 1次(1次多項式)
2次 頂点+エッジの中央 2次(2次多項式)

場の計算:1次および2次手法

1次要素を使用: ポテンシャルは線形近似され、ポテンシャルから得られる場は一定です。

2次要素を使用: ポテンシャルは二次近似され、場は線形近似されます。

要素 ポテンシャル
1次 線形近似 一定
2次 2次近似 線形近似
注: 2次要素でメッシュされた問題を解析するには、より多くのメモリが必要になりますが、結果の品質は向上します。