有効なメッシュ: 従うべきルール
概要
結果の品質は、メッシュ要素の品質に依存します。以下では、Fluxで高品質のメッシュを実現するためのいくつかの推奨事項を示します。
一般ルール
以下のような一般的なルールを設けることができます:
- 有限要素は“均整が取れている”必要があります。サーフェスメッシュ用の理想的な要素は正三角形と正方形です。ボリュームメッシュ用の理想的な要素は正四面体と立方体です。ただし、使用される二次変換により、一定の限度内でこれらの要素が変形する可能性があります。次の表に、フェイス要素(三角形と四角形)の形状品質基準を示します。
三角形 | |
四角形 |
- メッシュは必要以上に細かくしないでください。細かいメッシュの計算には時間がかかります。スタディドメインの正確な形状表現と適度な計算時間のバランスを取る必要があります。
- スタディドメインの境界付近(すなわち無限ボックス付近)のメッシュ要素は、比較的粗くてもかまいません。
- 複雑な形状をしたドメインのメッシュは、反復的なプロセスです。良好な結果を得るためには、使用できるいくつかのメッシュツールを試してみてください。
メッシュと問題の物理特性
可能な限り、メッシュを問題の物理特性に適合させる必要があります。メッシュの細分化は、形状的な制約(極薄領域のメッシュなど)に左右されるだけでなく、問題の物理的な制約(要素内の透磁率の大きなばらつきや表皮深さなど)にも左右されます。
原則として、状態変数の変動が大きい場合は、小さめの要素を使用する必要があります。
最終結果がある程度わかっている場合は、特定の領域を粗いメッシュにし、他の領域を細かいメッシュにすることができます。計算結果を解析することで、より適合性の高い新しいメッシュを使用して計算をやり直すことができます。
したがって、形状の構築中はメッシュを常に考慮する必要があります。
メッシュの検証基準の例
さまざまな物理特性基準を使用してメッシュを検証できます。以下の点を検証できます:
- 解析後に、複数の力線が同じ領域内で亀裂を生じさせている場合は、隣接要素が大きすぎます。
- 回転機械上で、作用と反作用の力が異なる場合、精度を高めるには、空隙領域上のメッシュを細かくする必要があります。
- 回路方程式により複数の方法で計算されたコイルを流れる電流が大きく異なる場合、コイル領域上のメッシュを細かくする必要があります。
- ソリッド導体のメッシュには、表皮深さ内に少なくとも2つの要素が含まれる必要があります(表皮効果を使用したソリッド導体のメッシュをご参照ください)。