Numerické simulace - Novinky |
Submodelingvolně přeložil: Petr Novák, z knihy Erdogan Madenci, Ibrahim Guven, The Finite Element Method and Applications in Engineering Using ANSYS, 2006, ISBN 0 387 28289 0; kapitola 11: Advanced Topics in Ansys.
Submodeling je metoda používaná pro získání přesnějších výsledků ve specifické oblasti. Vyžaduje existující model, který je pojmenován „globální model" a korespondující řešení. Globální model používá hrubé síťování pro minimalizaci výpočetní náročnost. Oproti tomu je na submodel použita mnohem jemnější síť pro zvýšení přesnosti výpočtu. Převod výsledků ze submodelu do globálního modelu je zajištěn okrajovými podmínkami aplikovanými na submodel. Představte si ozubené kolo jako je na obr. 1. Pokud je naším největším zájmem znát hodnotu intenzity napětí v regionu viz. obr. 1., pak samostatný konečně prvkový model (submodel) tohoto regionu je generován s mnohem jemnějším síťováním. Hranice submodelu, které nejsou externí hranice globálního modelu („external boundaries") jsou nazvány „řezné hranice" („Cut boundaries"). Výsledné stupně volnosti z globálního modelu jsou interpolovány jako okrajové podmínky na řeznou hranici. Okrajové podmínky na externích hranicích submodelu musí být stejné jako ty, které byly použity na Globálním modelu. Řezné hranice se nemusí shodovat s globálními elementovými hranicemi.
Obr. 1. Síťování Globálního modelu a Submodelu. Typické kroky pro analýzu s využitím submodelu sestává z:
Následuje příklad submodelové analýzy desky s kruhovým otvorem, na kterém je demonstrováno, jak správně použít submodel do analýzy. Tenká čtvercová plocha (10×10 in) s kruhovým otvorem (o poloměru 2.5 in) je namáhána stejnoměrným tahovým napětím (100 psi) ve vertikálním směru podél její horní hrany. Uchycena je na spodní hraně (viz. obr. 2 ). Protože je deska tenká a namáhána rovinným zatížením, je možná plošná idealizace napětí. Materiálové vlastnosti jsou: Modul pružnosti E=10×106 psi a Poissonova konstanta ν=0.25. Úkolem je vytvořit analýzu s použitím submodelingu v okolí kruhového otvoru pro zjištění přesnějších výsledků. Obr. 2. Plocha s kruhovým otvorem stejnoměrně tahově namáhána. Pokud chceme, aby naše submodelová analýza byla úspěšná, je nutné specifikovat název pracovního souboru („jobnames") jak pro globální model, tak i pro submodel (použitím /FILNAM příkazu). V našem příkladě je globální model specifikován jako GLO. Poté co je získáno řešení globálního modelu je použit příkaz SAVE, který ukládá jak model, tak i řešení.
Na části modelu je vytvořena jemnější síť. Na obr. 2 je uzavřena čárkovanou čarou, obklopující submodel. Obr. 3 zobrazuje síť globálního modelu a region, kde je vytvořen submodel. Zjemněná síť pro submodel je zobrazena na obr. 4 . Jméno pro submodel je v našem případě „SUB". Všechny úsečky kromě čáry ohraničující kruhovou plochu jsou řezné hranice. Po vytvoření sítě pro submodel jsou vybrány uzly na řezné hranici a zapsány do externího ASCII souboru (SBS.NOD) s použitím „NWRITE" příkazu. Následně je model uložen („SAVE" příkaz). Interpolace řezných hranic může být provedena s využitím hraničních uzlových bodů ze souboru SBS.NOD a výsledku řešení globálního modelu (ze souboru GLO.RST). Pro tento účel je načten globalní model (RESUME příkaz) a jsou načteny výsledky. Interpolace řezných hranic je provedena příkazem CBDOF, který zapíše interpolované výsledky okrajových podmínek (v našem případě do souboru SBS.CBD). Submodel je následně zatížen a SBS.CBD soubor je načten jako vstup. Napětí v y-směru z globálního modelu a submodelu jsou zobrazena na obr. 5 . Obr. 3. Síť pro globální model (vlevo) a umístění submodelu (vpravo). Obr. 4. Síť submodelu (překrytý na globálním modelu). Obr. 5. Napětí v y-směru získané z globálního modelu a submodelu vztažené k x-souřadnicím.
Přidat komentář | printer friendly version | 2173 přečtení
( kategorie: + Numerické simulace + - )
|
HledatDoporučujeme |
