浅谈有限元仿真中的网格无关性
责任编辑:沐小月     时间:2022-08-23     来源:转载于:仿真生态圈
责任编辑:沐小月
时间:2022-08-23  来源:转载于:仿真生态圈
分类: 技术分享
浏览量: 466


8d1ef0dd869b480a959c68e522bad701.jpeg

有限元仿真的必要步骤

从有限元分析的原理上看,网格划分的越细密,求解结果的精度越高。但在实际工程的设计和应用中,网格数量的急剧增加会导致计算的时间成本大幅增加,而且当网格数量达到一定数量后,计算精度的提高并不明显。因此,在工程应用中,应选择满足计算精度的网格,要对模型不同部位的重要程度进行区分,关键部位和关键节点需要提高计算精度,可以选择细化网格,而远离约束和载荷的部位或受约束和载荷影响较小的部位可适当选择较为粗糙的网格进行离散,将有限的资源和时间用到结构的关键部位和节点。

网格无关性的概念

1. 对划分的网格进行细化

这是一种提高结构模型计算精度的有效途径,但随之而来的是对计算效率和精度与计算时间的平衡,大多数计算机的软硬件性能都有一定限制,需要选择合适网格划分方法和网格数量,用较低的计算成本获得尽可能理想的结果。

2. 获得网格无关的解是国际学术界接受数值计算论文的基本要求

在求解过程中,通常保持约束和载荷不变,逐步细化网格,对模型计算,比较不同数量网格条件下的计算结果,判断结果与网格的无关性。实际计算中,在网格细密到对结果的影响可以忽略不计时,可认为获得了网格无关解。

网格无关性验证步骤

  1. 根据模型初步确定一个网格数量,例如总数十万网格。
  2. 在保持其他的条件不变的情况下,逐步增大网格数量(注意要成比例增加),例如从十万到二十万到四十万、八十万、一百六十万。
  3. 观察数值解的变化趋势,如果相邻两次的解的误差在5%-10%之间,一般认为网格对结果的影响在可接受的范围内,验证完成。

注意:初步的网格数量也很重要,如果太少的话,可能会出现前几次数值解的误差也不大,但并不能验证网格无关性。所以初步的网格数量不能太低,具体的数量要结合自己的模型复杂程度来确定。

下面结合图表,给大家做一个说明:如图所示为某模型从五万到一百六十万网格的数值解的变化曲线,可以看出,随着网格数量的增加,曲线基本保持一致,对网格的敏感性不是特别强。

再截取要比较的参数随着不同网格数量的变化曲线,可以看出,随着网格数量的增加,比较参数一开始会产生振荡变化,但当网格逐步增大之后,参数的值越来越趋向于定值。

从数值上来看,随着网格数量增大,参数的数值解越来越趋向于定值,且从四十万网格到八十万网格相邻两数据相差约为4%;从八十万网格到一百六十万网格相邻两数据相差约为1%;故可认为此时的数值仿真结果已经收敛,网格无关性验证完毕。

关于网格无关性的验证,你学会了吗?

注: 转载文章目的在于传递更多信息,不代表编者相关立场和观点,如涉及转载文章及图片、观点、文字内容、版权和其它问题,请在30日内与本公号联系,我们会及时更正或做删除处理。本公号拥有对此声明的最终解释权。

中国工业合作协会仿真技术产业分会

(STC)

中国工业合作协会仿真技术产业分会(简称中国工合仿真技术产业分会)(英文名称:SimulationTechnology Committee of China Industrial Cooperation Association 简称:STC)是由中国工业合作协会批准成立,并报国家民政部登记备案的全国性社会组织,接受中国工业合作协会的领导。中国工合仿真技术产业分会秉承“赋能创新、融合发展”的工作理念,从技术提升、市场需求出发,紧密联系国家有关部门,联合社会优质资源,搭建仿真技术产业创新融合的高质量平台。会员单位包括中国中车、中航工业、航天科工、中国商飞、中国兵器、中船重工、中国核电等知名企业集团公司,一汽、上汽、北汽、广汽、江铃等整车生产厂家,徐工集团、三一重工、上海电气等高端装备企业,腾讯、中科曙光等知名科技企业,海尔、格力等行业龙头企业;中望龙腾、安世亚太等优秀自主工业软件企业,清华、北航、北理工、同济、西北工大、南大等知名高校,中科院自动化所、中石油工程技术研究院、中国电器研究院、国家高速动车组总成工程技术研究中心等科研院所与国家级创新平台,吉林大学汽车仿真与控制国家重点实验室、湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室、西南交通大学牵引动力国家重点实验室、航空发动机高性能制造工业和信息化部重点实验室等国家级、省部级重点实验室等。先后成功举办2021中国仿真技术产业高峰论坛暨中关村工业互联网峰会、第三届中国仿真技术应用大会;参与“面向制造业的数字化仿真”系列标准研制、“网络协同制造和智能工厂”重点专项联合申报、“制造业数字化仿真工程技术人员”新职业申报;举行腾讯仿真云产品发布;组织北京航空航天大学、国家电投中央研究院、中石油工程技术研究院、中航工业南京伺服、航天云网科技发展有限公司、南京航空航天大学等数十次会员单位参访交流活动;帮助会员单位解决技术难题30余项;深度参与中国科协“科创中国”活动,并积极推荐专家加入中国科协智能制造联合体专家团队。


来源:转载于:仿真生态圈

回复:

Copyright © 2021 .长沙麦涛网络科技有限公司 All rights reserved. 湘ICP备20015126号-2
联系我们