تنظیمات الگوریتم مش‌بندی در آباکوس

در ادامه آموزش‎های مربوط به مش‌بندی و ایجاد شبکه اجزای محدود بر روی مدل هندسی در نرم‌افزار آباکوس قصد داریم تا شما را با موضوع کاربردی الگوریتم مش در ABAQUS آشنا کنیم. پیشنهاد می‌کنیم این آموزش مفید را از دست ندهید.

• تذکر: در تاریخ 6 فروردین 95 در آموزشی جداگانه به واکاوی “تکنیک‌های مش‌بندی در آباکوس” پرداخته شده است. به شما دوستان توصیه می‌کنیم حتما این مقاله آموزشی را مطالعه بفرمایید.
• به‌روزرسانی: این آموزش در تاریخ 28 مرداد 95 به‌روز شد.

الگوریتم‌ مش‌بندی چیست و  چه کاربردی دارد؟

الگوریتم شبکه‌بندی یا مش‌بندی به مجموعه تکنیک‌های ایجاد یک شبکه اجزای محدود منظم و کاربردی بر روی مدل هندسی اطلاق می‌گردد. جالب است بدانید که این روش‌ها به شکل المان (انواع شکل المان در آباکوس) و تکنیک مش‌بندی وابسته بوده و فراخور نوع شبکه انتخابی توسط کاربر گزینه‌های متعددی در اختیار وی قرار داده شده است. اما برای دسترسی به تنظیمات موجود، کافیست از مسیر Mesh → Controls در منوی اصلی اقدام کرده و چنانچه مدل هندسی مورد نظرتان از چند بخش تشکیل شده، ناحیه هدف را برگزینید.

در ادامه، به معرفی و نحوه تنظیمات ‎الگوریتم‌های مش‌بندی تعبیه شده در آباکوس خواهیم پرداخت.

انواع الگوریتم‌های مش‌بندی در آباکوس

Choose the Mesh Algorithm

دو گزینه پیش روی شماست: Medial Axis یا Advancing Front . پیش‌بینی این موضوع که کدام الگوریتم در ناحیه‌ای خاص به تولید شبکه بهتری می‌پردازد کار سختی است و به شدت به تجربه شما در تحلیل و شبکه‌بندی بستگی دارد. اهیت و گستردگی این موضوع به حدی است که تفاوت دو روش را در پستی جداگانه و به تفصیل مورد بررسی قرار خواهیم داد (آموزشی با این موضوع در سایت درج شد: مقایسه الگوریتم‌های Medial Axis و Advancing Front در مش‌بندی آباکوس).

Minimize the Mesh Transition

چنانچه به هر دلیلی تصمیم داشته باشید در ناحیه خاصی از مدل، المان‌های ریزتری را مورد استفاده قرار دهید متوجه خواهید شد که اندازه شبکه به شکل پیوسته از درشت به ریز تغییر خواهد کرد ( بعبارت دیگر این تغییر ناگهانی نیست). این موضوع در مش‌بندی انتقال یا گذار نامیده می‌شود. شما می‌توانید تعیین نمایید که Abaqus/CAE میزان انتقال یا گذار از حالت شبکه درشت به ریز را به حداقل میزان ممکن برساند. این موضوع زمانی اهمیت دوچندان می‌یابد که بدانید با فعال کردن این گزینه، میزان اعوجاج شبکه در حین تحلیل کاهش پیدا می‌کند.

Use Mapped Meshing where Appropriate

برخی از مدل‌ها که در ظاهر بسیار پیچیده به نظر می‌رسند، در واقع از سطوحی با هندسه تقریبا ساده تشکیل شده‌اند. به شکل پیش‌فرض، Abaqus/CAE در محل‌های ممکن از تکنیک Mapped Meshing برای ایجاد شبکه بر روی سطوح ساده استفاده می‌کند. شما قادر خواهید بود با غیرفعال کردن گزینه Use Mapped Meshing where Appropriate، آباکوس را از انجام این تکنیک منع کنید؛ با این وجود زمانی که قصد مش‌بندی یک مدل با سطوح ساده را داشته باشید و از بکارگیری تکنیک Mapped Meshing جلوگیری نمایید کیفیت شبکه در سطوح مذکور می‌تواند به شدت افت کند.

Insert Boundary Layer

زمانی که یک مش آزاد (Free Mesh) از نوع Tetrahedral ایجاد می‌کنید، می‌توانید به کمک المان‌های گوه‌ای یک لایه مرزی در راستای سطوح مرزی مدل مورد نظر تعریف نمایید. این لایه مرزی شامل مجموعه‌ای از المان‌های گوه‌ای با بردار نرمالی در جهت عمود بر دیواره سطح Solid با کمترین ضخامت است. الگوریتم فوق، شبکه‌ای متراکم از المان‌های گوه‌ای در ناحیه مرزی و با تراکم کمتر در ناحیه میانی جسم (محل المان‌های Tetrahedral) ایجاد می‌کند. المان‌های گوه‌ای مذکور در هنگام تحلیل CFD سرعت جریان و دما در نزدیکی دیواره لوله و دیگر سازه‌ها کاندیداهای مناسبی محسوب می‎‌شوند.

Use the Default Algorithm

چنانچه از مش‌بندی آزاد بر روی المان‌های Tetrahedral استفاده می‌کنید این امکان در اختیار شما قرار داده شده که از الگوریتم پیش‌فرض تعبیه شده در Abaqus/CAE (از نسخه 6.4 به بعد) بهره ببرید. در بسیاری از مواقع مخصوصا در هندسه‌های پیچیده و اجسام Solid بسیار نازک، استفاده از حالت پیش‌فرض بسیار قدرتمند خواهد بود.

Increase the Size of the Interior Elements

اگر الگوریتم پیش‌فرض توضیح داده شده در بند قبل را برای حالت شبکه‌بندی آزاد و المان‌های Tetrahedral انتخاب کرده باشید می‌توانید حالت Non-Standard Interior Element Growth را فعال نمایید و یا از نوار لغزشی موجود برای تعیین نرخ رشد المان‌های داخلی استفاده کنید. فراموش نکنید عدد وارد شده باید در محدوده 1.00 تا 2.00 قرار داشته باشد.

چنانچه تراکم شبکه بکار گرفته شده در ناحیه موردنظر و نواحی مرزی مناسب ارزیابی شود، استفاده از این گزینه می‌تواند هزینه محاسباتی را افزایش دهد. برای مشاهده المان‌های داخلی ایجاد شده توسط Abaqus/CAE می‌توانید از ابزار View Cut استفاده نمایید.

منبع : آکادمی نرم‌افزارهای مکانیک