彈性力學仿真軟件：SimScale：SimScale中網(wǎng)格劃分技術詳解

彈性力學仿真軟件：SimScale：SimScale中網(wǎng)格劃分技術詳解1SimScale簡介1.1SimScale軟件概述SimScale是一款基于云的工程仿真軟件，它允許用戶在Web瀏覽器中進行復雜的工程分析，包括流體動力學、熱力學、結(jié)構(gòu)力學等。SimScale的彈性力學仿真功能特別適用于分析材料在不同載荷下的變形和應力分布，這對于設計和優(yōu)化機械結(jié)構(gòu)、預測材料性能以及確保產(chǎn)品安全至關重要。SimScale的彈性力學仿真模塊支持線性和非線性分析，可以處理靜態(tài)和動態(tài)載荷，以及復雜的邊界條件。用戶可以通過直觀的界面定義材料屬性、載荷和約束，然后運行仿真，軟件將自動處理計算過程并在Web界面上展示結(jié)果。1.2彈性力學仿真應用領域彈性力學仿真在多個工程領域中發(fā)揮著關鍵作用，SimScale的彈性力學仿真功能尤其適用于以下領域：機械工程：設計和優(yōu)化機械零件，預測在不同載荷下的性能。航空航天：分析飛機和航天器結(jié)構(gòu)的強度和穩(wěn)定性。汽車工業(yè)：評估車輛部件的耐久性和安全性。土木工程：設計橋梁、建筑物和其他基礎設施，確保其結(jié)構(gòu)的可靠性和安全性。材料科學：研究材料的彈性行為，預測材料在不同條件下的性能。通過SimScale的彈性力學仿真，工程師和設計師可以虛擬測試產(chǎn)品，減少物理原型的需要，從而節(jié)省時間和成本，同時提高設計的準確性和可靠性。請注意，雖然本教程沒有提供具體的代碼示例，但在SimScale中進行彈性力學仿真通常涉及定義材料屬性、載荷、邊界條件以及選擇合適的網(wǎng)格劃分策略。SimScale提供了用戶友好的界面來完成這些步驟，而不需要編寫代碼。然而，對于更高級的用戶，SimScale也支持通過API進行自動化和腳本化操作，這可能涉及使用Python或其他編程語言來控制仿真設置和數(shù)據(jù)處理。2網(wǎng)格劃分基礎2.1網(wǎng)格類型介紹在彈性力學仿真軟件SimScale中，網(wǎng)格劃分是模擬準備階段的關鍵步驟。網(wǎng)格類型的選擇直接影響到仿真結(jié)果的準確性和計算效率。SimScale支持多種網(wǎng)格類型，包括結(jié)構(gòu)網(wǎng)格和非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格，每種類型又有其細分的種類。2.1.1結(jié)構(gòu)網(wǎng)格結(jié)構(gòu)網(wǎng)格，也稱為規(guī)則網(wǎng)格，其特點是網(wǎng)格單元在空間上排列有序，形成規(guī)則的結(jié)構(gòu)。在SimScale中，結(jié)構(gòu)網(wǎng)格通常用于形狀規(guī)則的幾何體，如長方體、圓柱體等。結(jié)構(gòu)網(wǎng)格的單元可以是四面體、六面體、四邊形或八面體，具體取決于幾何體的維度。示例：六面體網(wǎng)格假設我們有一個長方體幾何體，尺寸為10x10x10單位長度。在SimScale中，我們可以選擇六面體網(wǎng)格進行劃分，通過設置網(wǎng)格尺寸和網(wǎng)格層，確保網(wǎng)格的密度和質(zhì)量。2.1.2非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格，其特點是網(wǎng)格單元在空間中隨機分布，沒有固定的排列規(guī)則。這種網(wǎng)格類型適用于復雜幾何體，如不規(guī)則形狀或具有復雜內(nèi)部結(jié)構(gòu)的物體。在SimScale中，非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格可以是四面體網(wǎng)格或非結(jié)構(gòu)化六面體網(wǎng)格。示例：四面體網(wǎng)格對于一個復雜的幾何體，如一個具有多個內(nèi)部腔室的零件，我們可能選擇四面體網(wǎng)格。四面體網(wǎng)格能夠更好地適應復雜的幾何形狀，但可能在計算效率上不如結(jié)構(gòu)網(wǎng)格。2.2網(wǎng)格質(zhì)量評估標準網(wǎng)格質(zhì)量對于仿真結(jié)果的準確性至關重要。SimScale提供了多種網(wǎng)格質(zhì)量評估標準，幫助用戶確保網(wǎng)格的適用性和準確性。2.2.1網(wǎng)格單元形狀網(wǎng)格單元的形狀應該盡可能接近理想形狀。例如，對于四面體網(wǎng)格，單元應該接近等邊四面體；對于六面體網(wǎng)格，單元應該接近立方體。單元形狀的偏差會影響計算的準確性。2.2.2網(wǎng)格單元大小網(wǎng)格單元的大小應該根據(jù)幾何體的特征尺寸和所需的精度來調(diào)整。在SimScale中，用戶可以通過設置局部細化或全局細化來控制網(wǎng)格單元的大小。2.2.3網(wǎng)格單元扭曲網(wǎng)格單元的扭曲程度應該最小化。扭曲的單元會導致計算不穩(wěn)定，甚至可能導致仿真失敗。SimScale的網(wǎng)格生成算法會盡量減少單元的扭曲。2.2.4網(wǎng)格單元正交性對于非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格，單元之間的正交性是一個重要的評估標準。正交性好的網(wǎng)格能夠提高計算的穩(wěn)定性和準確性。2.2.5網(wǎng)格單元數(shù)量網(wǎng)格單元的數(shù)量直接影響到計算的時間和資源需求。在SimScale中，用戶可以通過調(diào)整網(wǎng)格尺寸和局部細化來控制網(wǎng)格單元的數(shù)量，以平衡計算精度和效率。2.2.6示例：網(wǎng)格質(zhì)量檢查在SimScale中，完成網(wǎng)格劃分后，用戶可以使用內(nèi)置的網(wǎng)格質(zhì)量檢查工具來評估網(wǎng)格的質(zhì)量。這包括檢查單元形狀、單元大小、單元扭曲和正交性等。例如，如果發(fā)現(xiàn)網(wǎng)格中存在大量扭曲的單元，用戶可能需要調(diào)整網(wǎng)格劃分參數(shù)，重新生成網(wǎng)格。通過以上介紹，我們可以看到，在SimScale中進行網(wǎng)格劃分時，選擇合適的網(wǎng)格類型和評估網(wǎng)格質(zhì)量是確保仿真結(jié)果準確性和計算效率的關鍵步驟。用戶應該根據(jù)幾何體的特性和仿真需求，合理選擇網(wǎng)格類型，并利用SimScale提供的網(wǎng)格質(zhì)量評估工具，確保網(wǎng)格的質(zhì)量。3SimScale中的網(wǎng)格劃分技術詳解3.1自動網(wǎng)格劃分設置在SimScale平臺上，自動網(wǎng)格劃分是一種便捷的工具，用于快速生成適合于彈性力學仿真的網(wǎng)格。此功能基于算法自動檢測模型的幾何特征和仿真需求，以創(chuàng)建一個優(yōu)化的網(wǎng)格。自動網(wǎng)格劃分設置通常包括以下參數(shù)：全局細化級別：控制整個模型的網(wǎng)格密度。表面細化級別：允許用戶指定特定表面的細化程度，這對于捕捉表面細節(jié)至關重要。邊界層：在流體動力學仿真中，邊界層網(wǎng)格可以捕捉流體在物體表面的邊界效應，但在彈性力學仿真中，這一設置可能不適用或需要調(diào)整。3.1.1示例：自動網(wǎng)格劃分設置假設我們有一個簡單的立方體模型，需要進行彈性力學仿真。在SimScale中，我們可以通過以下步驟設置自動網(wǎng)格劃分：選擇自動網(wǎng)格劃分：在項目設置中，選擇“自動網(wǎng)格劃分”作為網(wǎng)格生成方法。調(diào)整全局細化級別：根據(jù)模型的復雜性和仿真精度需求，設置全局細化級別為3。設置表面細化：對于模型的接觸面，設置表面細化級別為4，以確保接觸區(qū)域的網(wǎng)格質(zhì)量。3.2手動網(wǎng)格劃分控制手動網(wǎng)格劃分允許用戶對網(wǎng)格生成過程有更精細的控制，這對于復雜幾何或需要特定網(wǎng)格精度的仿真尤為重要。手動網(wǎng)格劃分通常涉及以下步驟：定義網(wǎng)格尺寸：用戶可以指定特定區(qū)域的網(wǎng)格尺寸，以確保關鍵區(qū)域的網(wǎng)格密度。使用網(wǎng)格控制：通過網(wǎng)格控制功能，用戶可以對模型的特定部分應用細化或粗化。檢查網(wǎng)格質(zhì)量：在生成網(wǎng)格后，用戶應檢查網(wǎng)格質(zhì)量，確保沒有扭曲或過小的單元。3.2.1示例：手動網(wǎng)格劃分控制考慮一個復雜的彈性力學模型，其中包含多個接觸面和應力集中區(qū)域。在SimScale中，手動網(wǎng)格劃分可以通過以下步驟實現(xiàn)：導入幾何模型：首先，將模型導入SimScale平臺。定義網(wǎng)格尺寸：在網(wǎng)格設置中，為模型的應力集中區(qū)域定義一個較小的網(wǎng)格尺寸，例如0.5mm。應用網(wǎng)格控制：使用網(wǎng)格控制功能，對接觸面和應力集中區(qū)域應用細化，確保這些區(qū)域的網(wǎng)格密度。生成網(wǎng)格：在設置完成后，手動啟動網(wǎng)格生成過程。檢查網(wǎng)格質(zhì)量：網(wǎng)格生成后，使用SimScale的網(wǎng)格檢查工具，確保網(wǎng)格質(zhì)量滿足仿真要求。3.2.2代碼示例：使用PythonAPI進行手動網(wǎng)格劃分#導入SimScalePythonAPI庫

fromsimscale_sdkimport*

#創(chuàng)建一個項目

project=Project(name="MyElasticitySimulation")

api_client=ApiClient()

projects_api=ProjectsApi(api_client)

project=projects_api.create_project(project)

#定義幾何模型

geometry=GeometryImport(name="MyGeometry",source="STL",file="path/to/your/model.stl")

geometries_api=GeometriesApi(api_client)

geometry=geometries_api.create_geometry(project.id,geometry)

#設置網(wǎng)格劃分

mesh_operation=MeshOperation(

name="MyMesh",

geometry_id=geometry.id,

mesh=Mesh(

type="STRUCTURED",

settings=MeshSettings(

refinement_levels=[

RefinementLevel(level=3,region="Global"),

RefinementLevel(level=4,region="ContactSurface"),

RefinementLevel(level=5,region="StressConcentration")

]

)

)

)

mesh_operations_api=MeshOperationsApi(api_client)

mesh_operation=mesh_operations_api.create_mesh_operation(project.id,mesh_operation)

#執(zhí)行網(wǎng)格劃分

mesh_operations_api.trigger_mesh_operation(project.id,mesh_operation.id)

#檢查網(wǎng)格質(zhì)量

mesh_quality=mesh_operations_api.get_mesh_quality(project.id,mesh_operation.id)

print("Meshquality:",mesh_quality)在上述代碼中，我們首先創(chuàng)建了一個項目，并導入了幾何模型。然后，我們定義了網(wǎng)格劃分設置，包括全局細化級別、接觸面細化和應力集中區(qū)域細化。最后，我們執(zhí)行了網(wǎng)格劃分，并檢查了網(wǎng)格質(zhì)量。通過手動網(wǎng)格劃分，用戶可以確保模型的關鍵區(qū)域得到充分的網(wǎng)格細化，從而提高仿真的準確性和可靠性。SimScale的PythonAPI提供了靈活的工具，使用戶能夠以編程方式控制網(wǎng)格劃分過程，這對于自動化和復雜仿真設置特別有用。4網(wǎng)格劃分參數(shù)詳解4.1網(wǎng)格細化策略在彈性力學仿真軟件SimScale中，網(wǎng)格細化策略是確保仿真結(jié)果準確性和可靠性的關鍵步驟。網(wǎng)格細化涉及到在模型的特定區(qū)域增加網(wǎng)格密度，以捕捉局部應力或應變的細節(jié)。SimScale提供了多種網(wǎng)格細化方法，包括：全局細化：在整個模型上均勻增加網(wǎng)格密度，適用于模型各部分應力分布均勻的情況。局部細化：僅在模型的特定區(qū)域增加網(wǎng)格密度，如尖角、裂紋尖端或高應力區(qū)域，以提高這些區(qū)域的計算精度?；谔卣鞯募毣焊鶕?jù)模型的幾何特征自動調(diào)整網(wǎng)格密度，如曲率、邊界層等。自適應細化：在仿真過程中自動調(diào)整網(wǎng)格，根據(jù)解的梯度或誤差估計在需要的地方細化網(wǎng)格。4.1.1示例：局部細化假設我們有一個包含尖角的彈性結(jié)構(gòu)模型，需要在尖角處進行網(wǎng)格細化以準確捕捉應力集中現(xiàn)象。在SimScale中，可以通過以下步驟實現(xiàn)：選擇細化區(qū)域：在預處理階段，使用幾何選擇工具選擇尖角區(qū)域。設置細化參數(shù)：在網(wǎng)格設置中，選擇“局部細化”，并指定細化的層數(shù)和細化因子。#SimScale網(wǎng)格細化示例代碼

mesh_settings={

"type":"MESH",

"name":"MyMesh",

"parameters":{

"algorithm":"NETGEN_1D_2D_3D",

"refinement":{

"type":"LOCAL",

"regions":["CornerRegion"],

"layers":5,

"refinement_factor":2.0

}

}

}在上述代碼中，CornerRegion是尖角區(qū)域的標簽，layers參數(shù)定義了細化的層數(shù)，refinement_factor定義了細化的程度。4.2網(wǎng)格尺寸與精度關系網(wǎng)格尺寸直接影響仿真的精度和計算資源的需求。較小的網(wǎng)格尺寸可以提高仿真結(jié)果的精度，但同時會增加計算時間和內(nèi)存需求。SimScale通過以下方式幫助用戶平衡精度和計算效率：網(wǎng)格尺寸控制：允許用戶指定全局或局部的網(wǎng)格尺寸，以控制模型的細化程度。網(wǎng)格質(zhì)量檢查：提供網(wǎng)格質(zhì)量分析工具，幫助用戶識別低質(zhì)量網(wǎng)格元素，如扭曲或過小的單元。網(wǎng)格獨立性檢查：建議用戶進行網(wǎng)格獨立性測試，通過比較不同網(wǎng)格密度下的仿真結(jié)果，確保結(jié)果的可靠性。4.2.1示例：網(wǎng)格尺寸控制考慮一個簡單的彈性梁模型，我們希望在梁的中心區(qū)域進行更精細的網(wǎng)格劃分，以準確分析應力分布。在SimScale中，可以通過以下方式設置：定義全局網(wǎng)格尺寸：在網(wǎng)格設置中，指定一個全局網(wǎng)格尺寸。設置局部網(wǎng)格尺寸：選擇梁的中心區(qū)域，設置一個更小的網(wǎng)格尺寸。#SimScale網(wǎng)格尺寸控制示例代碼

mesh_settings={

"type":"MESH",

"name":"BeamMesh",

"parameters":{

"algorithm":"NETGEN_1D_2D_3D",

"global_size":0.1,#全局網(wǎng)格尺寸

"local_sizes":{

"BeamCenter":0.05#梁中心區(qū)域的局部網(wǎng)格尺寸

}

}

}在本例中，global_size定義了模型的全局網(wǎng)格尺寸，local_sizes字典用于指定特定區(qū)域的網(wǎng)格尺寸，BeamCenter是梁中心區(qū)域的標簽。通過上述示例和理論介紹，用戶可以更好地理解SimScale中網(wǎng)格劃分技術的原理和應用，從而在彈性力學仿真中做出更合理的網(wǎng)格設置選擇。5彈性力學仿真中的網(wǎng)格優(yōu)化5.1網(wǎng)格優(yōu)化技巧在彈性力學仿真中，網(wǎng)格的質(zhì)量直接影響到計算的準確性和效率。優(yōu)化網(wǎng)格不僅能夠提高仿真結(jié)果的可靠性，還能減少計算資源的消耗。以下是一些網(wǎng)格優(yōu)化的技巧：5.1.1網(wǎng)格細化網(wǎng)格細化是在模型的特定區(qū)域增加網(wǎng)格密度，以提高局部的計算精度。例如，在應力集中區(qū)域，如尖角、裂紋尖端等，細化網(wǎng)格可以捕捉到更復雜的應力分布。示例假設我們正在分析一個帶有尖角的金屬零件的應力分布，可以使用以下方法在尖角區(qū)域細化網(wǎng)格：#導入SimScale庫

importsimscale_eba

#創(chuàng)建項目

project=simscale_eba.Project("StressConcentrationAnalysis")

#定義幾何體

geometry=simscale_eba.Geometry("MetalPart.stl")

#定義網(wǎng)格細化區(qū)域

refinement_region=geometry.add_refinement_region("Corner",location=[0.0,0.0,0.0],size=0.01)

#創(chuàng)建網(wǎng)格

mesh=simscale_eba.Mesh("OptimizedMesh",geometry=geometry,refinements=[refinement_region])

#設置網(wǎng)格參數(shù)

mesh.set_parameters(min_size=0.1,max_size=1.0)

#生成網(wǎng)格

mesh.generate()5.1.2網(wǎng)格尺寸控制合理控制網(wǎng)格尺寸可以平衡計算精度和計算時間。全局網(wǎng)格尺寸應根據(jù)模型的大小和計算資源來設定，而局部網(wǎng)格尺寸則應根據(jù)應力變化的復雜程度來調(diào)整。示例設定全局網(wǎng)格尺寸，并在應力變化劇烈的區(qū)域進行局部細化：#設置全局網(wǎng)格尺寸

mesh.set_parameters(min_size=0.2,max_size=2.0)

#定義局部細化區(qū)域

refinement_region=geometry.add_refinement_region("StressRegion",location=[1.0,1.0,1.0],size=0.1)

#將局部細化區(qū)域添加到網(wǎng)格中

mesh.add_refinement(refinement_region)5.1.3網(wǎng)格質(zhì)量檢查在仿真前，檢查網(wǎng)格質(zhì)量是必要的，以確保沒有扭曲或重疊的單元。SimScale提供了網(wǎng)格質(zhì)量檢查工具，可以幫助識別和修正問題網(wǎng)格。示例使用SimScale的網(wǎng)格質(zhì)量檢查工具：#生成網(wǎng)格后，檢查網(wǎng)格質(zhì)量

quality_report=mesh.check_quality()

#輸出質(zhì)量報告

print(quality_report)5.2網(wǎng)格適應性分析網(wǎng)格適應性分析是通過比較不同網(wǎng)格密度下的仿真結(jié)果，來評估網(wǎng)格對計算結(jié)果的影響。這有助于確定最優(yōu)的網(wǎng)格密度，以達到計算精度和效率的最佳平衡。5.2.1網(wǎng)格適應性策略SimScale支持多種網(wǎng)格適應性策略，包括誤差估計、目標函數(shù)優(yōu)化等。選擇合適的策略可以自動調(diào)整網(wǎng)格，以滿足特定的精度要求。示例使用誤差估計策略進行網(wǎng)格適應性分析：#定義適應性分析

adaptivity=simscale_eba.Adaptivity("ErrorEstimation",mesh=mesh,error_tolerance=0.01)

#運行適應性分析

adaptivity.run()

#獲取優(yōu)化后的網(wǎng)格

optimized_mesh=adaptivity.get_optimized_mesh()5.2.2適應性分析結(jié)果評估評估適應性分析的結(jié)果，包括計算誤差、網(wǎng)格密度變化等，可以幫助理解網(wǎng)格對仿真結(jié)果的影響。示例評估適應性分析后的網(wǎng)格變化：#比較原始網(wǎng)格和優(yōu)化后網(wǎng)格的密度

original_density=mesh.get_density()

optimized_density=optimized_mesh.get_density()

#輸出密度比較結(jié)果

print(f"Originalmeshdensity:{original_density}")

print(f"Optimizedmeshdensity:{optimized_density}")5.2.3網(wǎng)格適應性循環(huán)在復雜模型中，可能需要多次運行網(wǎng)格適應性分析，以逐步優(yōu)化網(wǎng)格。每次分析后，根據(jù)結(jié)果調(diào)整網(wǎng)格參數(shù)，再進行下一輪分析。示例實現(xiàn)網(wǎng)格適應性循環(huán)：#定義適應性循環(huán)次數(shù)

adaptivity_cycles=3

#循環(huán)進行網(wǎng)格適應性分析

foriinrange(adaptivity_cycles):

#運行適應性分析

adaptivity.run()

#獲取優(yōu)化后的網(wǎng)格

optimized_mesh=adaptivity.get_optimized_mesh()

#更新網(wǎng)格

mesh=optimized_mesh

#輸出當前循環(huán)的網(wǎng)格密度

print(f"Meshdensityaftercycle{i+1}:{mesh.get_density()}")通過以上技巧和策略，可以有效地優(yōu)化SimScale中的網(wǎng)格，提高彈性力學仿真的準確性和效率。6案例研究6.1實際項目中的網(wǎng)格劃分在彈性力學仿真軟件SimScale中，網(wǎng)格劃分是模擬準備階段的關鍵步驟。網(wǎng)格的質(zhì)量直接影響到仿真結(jié)果的準確性和計算效率。本節(jié)將通過一個實際的橋梁結(jié)構(gòu)項目，詳細介紹如何在SimScale中進行網(wǎng)格劃分。6.1.1項目背景假設我們正在分析一座橋梁的結(jié)構(gòu)響應，以評估其在不同載荷條件下的安全性和穩(wěn)定性。橋梁模型由混凝土和鋼材組成，具有復雜的幾何形狀和連接細節(jié)。為了準確地模擬這些條件，我們需要創(chuàng)建一個高質(zhì)量的網(wǎng)格。6.1.2網(wǎng)格劃分步驟導入幾何模型：首先，將橋梁的CAD模型導入SimScale平臺。定義網(wǎng)格控制：在SimScale的網(wǎng)格生成器中，選擇合適的網(wǎng)格類型（如六面體網(wǎng)格）和網(wǎng)格細化區(qū)域。對于橋梁的連接點和應力集中區(qū)域，應用局部細化以提高這些區(qū)域的網(wǎng)格密度。生成網(wǎng)格：設置網(wǎng)格參數(shù)后，運行網(wǎng)格生成器。SimScale將根據(jù)指定的控制自動創(chuàng)建網(wǎng)格。檢查網(wǎng)格質(zhì)量：生成網(wǎng)格后，使用SimScale的網(wǎng)格質(zhì)量檢查工具，評估網(wǎng)格的形狀、大小和分布。確保沒有扭曲或過小的單元，這些可能會影響仿真結(jié)果的準確性。6.1.3示例：橋梁模型網(wǎng)格劃分假設我們有以下橋梁模型的幾何數(shù)據(jù)：-橋梁長度：100米

-橋梁寬度：10米

-橋梁高度：5米

-材料：混凝土和鋼材

-載荷：車輛載荷和風載荷在SimScale中，我們可以通過以下步驟進行網(wǎng)格劃分：導入模型：使用SimScale的CAD導入功能，上傳橋梁的STL或STEP文件。網(wǎng)格控制：選擇六面體網(wǎng)格類型，對于混凝土部分，設置全局網(wǎng)格尺寸為0.5米；對于鋼材連接點，應用局部細化，網(wǎng)格尺寸為0.1米。網(wǎng)格生成：點擊“生成網(wǎng)格”按鈕，SimScale將開始處理并生成網(wǎng)格。質(zhì)量檢查：網(wǎng)格生成后，使用SimScale的網(wǎng)格檢查工具，確保所有單元的質(zhì)量滿足標準。6.2結(jié)果驗證與網(wǎng)格敏感性分析在完成網(wǎng)格劃分后，進行結(jié)果驗證和網(wǎng)格敏感性分析是確保仿真準確性的必要步驟。這涉及到使用不同網(wǎng)格密度進行多次仿真，以評估網(wǎng)格對結(jié)果的影響。6.2.1網(wǎng)格敏感性分析步驟創(chuàng)建基線網(wǎng)格：首先，使用中等網(wǎng)格密度進行一次仿真，作為基線結(jié)果。細化網(wǎng)格：然后，創(chuàng)建一個更細的網(wǎng)格，重復仿真過程。比較結(jié)果：對比基線網(wǎng)格和細化網(wǎng)格的仿真結(jié)果，評估網(wǎng)格密度對結(jié)果的影響。收斂性檢查：如果結(jié)果差異顯著，繼續(xù)細化網(wǎng)格，直到結(jié)果收斂，即進一步細化網(wǎng)格對結(jié)果的影響變得微小。6.2.2示例：橋梁結(jié)構(gòu)的網(wǎng)格敏感性分析假設我們已經(jīng)完成了橋梁模型的基線網(wǎng)格仿真，現(xiàn)在我們將進行網(wǎng)格敏感性分析：基線網(wǎng)格：使用全局網(wǎng)格尺寸為0.5米的六面體網(wǎng)格進行仿真。細化網(wǎng)格：創(chuàng)建一個全局網(wǎng)格尺寸為0.25米的新網(wǎng)格，再次運行仿真。結(jié)果對比：比較兩次仿真的應力分布和位移，評估網(wǎng)格細化對結(jié)果的影響。收斂性檢查：如果應力和位移的結(jié)果差異超過5%，則進一步細化網(wǎng)格，直到結(jié)果差異小于設定的閾值。通過以上步驟，我們可以確保在SimScale中進行的彈性力學仿真不僅準確，而且高效，為橋梁結(jié)構(gòu)的安全評估提供了可靠的數(shù)據(jù)支持。7高級網(wǎng)格劃分技術7.1非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格應用在彈性力學仿真中，非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格因其靈活性和適應性而被廣泛使用。與結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格相比，非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格能夠更好地適應復雜幾何形狀，特別是在處理不規(guī)則邊界和局部細化區(qū)域時。SimScale平臺提供了強大的非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格生成工具，允許用戶在仿真模型的特定區(qū)域進行網(wǎng)格細化，以提高計算精度。7.1.1非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格生成原理非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格生成通?；谝韵聨追N方法：Delaunay三角剖分：在二維空間中，Delaunay三角剖分是一種生成三角形網(wǎng)格的方法，確保了網(wǎng)格中任意三角形的最小內(nèi)角最大化，從而避免了長而窄的三角形，提高了網(wǎng)格質(zhì)量。四面體剖分：在三維空間中，四面體剖分是生成非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格的常用方法。它將空間分割成一系列四面體，類似于Delaunay三角剖分，但適用于三維模型。邊界層網(wǎng)格：在流體動力學和熱傳導仿真中，邊界層網(wǎng)格在物體表面附近生成更密集的網(wǎng)格，以捕捉邊界層效應，如速度梯度和溫度梯度。7.1.2非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格在SimScale中的應用在SimScale中，用戶可以通過以下步驟應用非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格：