一般说来,网格密度越大,计算精度越高,但计算规模也会随之迅速增加,合适的网格密度要在计算精度和计算规模之间取得平衡。下面通过一个例子来看看网格密度对计算精度和计算规模的影响。
上面静态结构分析的例子中网格划分使用的是智能网格划分,不同区域的网格密度是不同的。下面的例子中使用的是均匀化网格划分,单击图7-9所示的网格工具对话框中的 “Size Control:Global>Set”按钮,将弹出如图7-22所示的对话框,在 “SIZEElementedgelength”中输入 “10”,单击 “OK”按钮,然后单击网格工具对话框中的“Mesh”按钮,并按照前述步骤完成网格划分和静力学计算,网格和应力云图分别如图7-23和图7-24所示。
图7-22 设置网格大小的对话框
Element edge length是一个衡量网格尺度大小的参数,其尺度越小意味着网格密度越大。按照上述的方法,再分别尝试完成Elem entedge length为9、8、7、6、5、4、3、2的网格划分和静力学计算,并导出如图7-21和图7-24所示的应力云图。受计算机硬件水平的限制,学生在课堂上可能无法完成对所有网格尺度的计算,但是应该从大尺度到小尺度尽可能完成更多的计算。从计算结果可以看出随着网格密度的增大,应力云图会变得更加平滑,总体计算结果也更加接近真实情况,但是计算所需的时间也会越长。因此在对复杂工程问题进行计算时,应该在保证足够的计算精度的前提下尽量减小计算规模,这就需要对网格密度进行测试。以上述计算结果为例,可以通过比较最大应力值来对整体网格密度进行初步的评估。不同网格尺度下的最大应力值如图7-25所示。从图7-25可以看出随着网格尺度的减小 (即密度的增大)最大应力整体呈先下降后稳定的趋势。当网格尺度从10减小到6时,最大应力呈现明显的趋势性减小,而网格尺度从6减小2时,最大应力不再发生明显的趋势性变化,而是在9Mpa上下浮动。这在一定程度上表明网格尺度为6时计算精度已经足够高。图7-25是以最大应力值作为判断标准对整体网格密度进行评估,这只是一个简单的网格测试的例子。在解决实际工程问题时需要根据工程应用背景选择最佳的判断标准对整体网格进行评估,而且还需要对局部网格进行细化 (如图7-11所示的网格),经过反复尝试和计算后才能确定合适的网格布局。
图7-23 SIZEElementedgelength为10的网格划分结果
图7-24 SIZEElementedgelength为10的应力云图界面
图7-25 最大应力随网格尺度的变化情况
免责声明:以上内容源自网络,版权归原作者所有,如有侵犯您的原创版权请告知,我们将尽快删除相关内容。