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 | 場 |
---|---|---|
1次 | 線形近似 | 一定 |
2次 | 2次近似 | 線形近似 |