【科普】對于大型模擬你是選擇四面體網格還是六面體網格？

2017-03-01 by:CAE仿真在線來源:互聯網

四面體網格劃分簡單,但精度不高,且網格數量大。六面體網格劃分需耗費大量的時間,且對網格劃分經驗要求高,但網格數量較少,可節省計算時間且精度高。那么對于大型模擬,是選擇四面體網格佳,還是六面體網格佳?

就這一問題,平臺各路豪杰顧抒己見,分享了自己的經驗之談。

總的來說,四面體網格和六面體網格從不同的角度各有各的優勢,在進行大型模擬的時候需根據想獲得的結果擇優,或者結合使用,相輔相成。專家君莫從各個角度發表了自己的看法。

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君莫

1.說說計算精度

有限元中,為了提高計算精度,一種辦法是增加離散單元的數量,另一種就是使用更高精度的單元,比如六面體或者高階單元,一般的商業軟件,均采用h單元,最高階才到2階,只有少數有限元軟件采用p收斂的高階單元。所以從理論上講,為了提高計算精度,使用更多的四面體網格和使用較少的高階六面體網格這兩種方法都可以實現。

2.實際工程應用

上述兩種方法也各有優缺點,四面體精度差,但是適應性強,六面體精度相對較高,但是很多很多復雜零件是很難完全用六面體網格離散的。這時候就不得不使用四面體網格進行離散。

3.折中考慮

在有些商業有限元軟件中,可以實現四面體與六面體網格的耦合,比如在需要重點考慮的部位,通過幾何切分,將其切分為規則體。然后劃分六面體網格,在不太關心的位置使用四面體進行離散。兩種網格的分界面通過綁定等進行約束。

4.未來趨勢

(1)升階譜有限元采用高階形函數,即高階單元,比如,5階,8階單元這樣即使采用四面體同樣也能獲得很高的精度。

(2)無網格法,避免拉格朗日網格嚴重變形帶來的精度降低問題,這里已經沒有四面體六面體的概念了。

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