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形状チェックTips

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有限要素法のモデルでは、メッシュは節点で連続(接続)している必要があります。今回はメッシュ生成において重要な形状チェックについて紹介いたします。

外形図の利用

メッシュが節点で連続(接続)しているか確認する方法として外形図を利用します。

外形図のアルゴリズムは、隣接している要素の共通辺は描画しない、というものです。逆に言えば外形線以外の場所に線が表示されていると、そこは正しく接続されていないことになります。


図1 接続の違いによる外形図

これによりメッシュが正しく接続しているか確認することができます。


図2 外形図による接続確認

また、外形図描画時に以下のメッセージが表示されることがあります。


図3 外形図の警告メッセージ

このメッセージが表示された場合は、リストウィンドウに接続関係が正しくない要素の要素番号が出力されています。


図4 外形図の警告要素リスト出力

ToolBox設定ダイアログボックスの「選択」ボタンをクリックして表示される、番号描画選択で該当要素の番号を表示して位置を確認したり、必要に応じて描画範囲選択で該当要素を選択しての確認・修正を行い、外形図で警告が表示されないようにしてください。


図5 警告要素の確認例

最小節点間距離による確認

[情報]-[節点距離]の「最小距離」を実行することでも接続確認を行えます。

最小距離を実行しますと、リストウィンドウに最小節点間距離(上段)と要素内最小節点間距離(下段)を出力します。


図6 最小節点間距離出力

通常であれば両方とも非ゼロの値になるはずですが、最小節点間距離がゼロになっている場合は、同一位置に節点が重複して存在していることを示しています。マージのし忘れ等の可能性がありますが、リンク要素の存在や、節点分離・再接合を行っている場合もゼロとなります。

要素内節点間距離がゼロの場合はつぶれた(縮退した)要素が存在しています。

どちらとも、意図していない場合は、該当節点番号が出力されていますので、外形図の場合と同様に確認、修正を行うようにしてください。


図7 最小節点間距離修正例

(Up&Coming '21 秋の号掲載)

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