FEM-Netz verbessern – Topologieoptimierung

Nach dem Erzeugen eines Netzes versucht Creo Simulate, die Qualität der Elemente durch zwei Optimierungsdurchläufe zu verbessern. Bei diesen Durchläufen bestimmt das System für jedes Element anhand seines Seitenverhältnisses, ob es so geformt ist, dass der Gleichungslöser es problemlos verarbeiten kann. Außerdem prüft das System, ob die Elemente allen Element-Qualitätsmessgrößen entsprechen.

Ermittelt das System Elemente mit unzureichender Form, wird eine Verbesserung der Elemente durch folgende Methoden versucht:

• Glätten – Das System passt die Knotenpositionen an, um die Elementform zu verbessern. Während dieses Vorgangs werden keine neuen Knoten oder Elemente hinzugefügt, Knoten an Fixpunkten oder Eckpunkten verschoben oder Knoten an Kanten, Flächen oder Fixkurven von der Kante, Fläche oder Fixkurve wegbewegt.

• Kanten neu konfigurieren – Bei dreiseitigen Elementen konfiguriert das System Elementkanten, die ein Elementepaar gemeinsam verwendet, neu, wenn festgestellt wird, dass eine andere Kantenkonfiguration eine bessere Form der beiden Elemente bewirkt. Diese Optimierungsmethode dient hauptsächlich zur Verbesserung von Dreieck-Schalennetzen. Sie dient jedoch auch zur Verbesserung von Tetraeder-Volumennetzen, da diese im System entwickelt werden, indem auf die Modellberandungsflächen ein Netz aus dreieckigen Schalenelementen angewendet und von diesem Dreiecksnetz aus zur Modellmitte hin das Tetraeder erzeugt wird.

Durch diese beiden Elementoptimierungsdurchläufe wird das Netz so weit verbessert, dass Sie es in den meisten Fällen nicht weiter verfeinern müssen. Wenn Sie jedoch nach dem Prüfen des Netzes der Meinung sind, dass weitere Anpassungen nötig sind, können Sie die Befehlsfolge Startseite (Home) > Netz (Mesh) > Verbessern (Improve) wählen, um zusätzliche Optimierungsdurchläufe auszuführen. Alternativ können Sie auch den für Sie wichtigen Modellbereichen Netzsteuerungen hinzufügen und das Modell anschließend neu vernetzen.

Wenn Sie auf Startseite (Home) > Netz (Mesh) > Verbessern( Improve) klicken, führt das System die von Ihnen angegebene Anzahl von Durchläufen aus und zeigt im Meldungsbereich jeweils an, wie viele Durchläufe bereits abgeschlossen sind. Die Durchläufe werden kumulativ gezählt. Oder anders gesagt: Wenn Sie vier zusätzliche Durchläufe anfordern, meldet das System insgesamt sechs Durchläufe – die beiden obligatorischen Durchläufe bei der Netzerzeugung sowie die vier von Ihnen festgelegten Durchläufe. Die Zählung der Durchläufe wird bei der nächsten Sitzung jeweils fortgesetzt und erhöht sich mit jedem Verbesserungslauf, solange bis Sie das Netz löschen oder ein neues Netz erzeugen.

Beachten Sie, dass sich bei höherer Laufzahl auch die Durchführungszeit der Optimierung verlängert. Mit jedem Lauf sinkt der Verbesserungsgrad.