H-Methode
Aus ESOCAETWIKIPLUS
engl: h-method Kategorie: 
Level 2 Theorie
Allgemeine Informationen wie bei wikipedia:H-Methode betreffen nicht direkt den Bereich der CAE-Simulationen.
Inhaltsverzeichnis |
Simulation
Die h-Methode ist eine Methode zur Erhöhung der Genauigkeit des Ergebnisses der Simulation mit der FEM.
Bei der h-Methode wird eine Erhöhung der Genauigkeit durch eine feinere Diskretisierung erreicht. Dabei wird die Netzteilung verfeinert. Die höhere Anzahl der Elemente und damit die feinere Teilung erlauben es, den Verlauf der Zustandsgrößen im Bauteil genauer abzubilden.
Der Element-Typ und damit die Ansatzfunktionen in jedem Element werden nicht geändert.
Vorteile:
- Plastizität (damit sind praxisnahe Simulationen möglich)
- Kontakt (das ist für praxisnahe Simulationen unabdingbar)
Nachteile:
- neue Vernetzung (das ist lästig)
Wenn die Verfeinerung der Vernetzung nach der h-Methode keine wesentliche Genauigkeitssteigerung ergibt, dann ist die h-Konvergenz erreicht.
Praktische Erfahrungen
Die h-Methode hat sich in der Simulationspraxis auch aus folgenden Gründen durchgesetzt:
- Meistens ist das Ziel der Simulation die Bestimmung von Größen wie Verschiebungen, Dehnungen, Spannungen in der Strukturmechanik, Temperaturen, Wärmestromdichten bei Temperaturfeldern, Feldstärken, Flussdichten bei Magnetfeldern. Diese physikalischen Größen verändern sich innerhalb der Elemente des vernetzten Modells meistens als p1- oder p2-Funktion (Polynomgrad). Es ist praktisch, an ausgeprägten Störstellen wie geometrischen Kerben oder konzentrierten Lasteinleitungen die Geometrie oder die konzentrierte Last durch eine feine Netzteilung zu modellieren. Eine solche Verfeinerung kann gut erkannt und ingenieurmäßig beurteilt werden.
- An "physikalischen" Störstellen wie Materialgrenzen muss auf jeden Fall eine Element-Grenze vorliegen, da unterschiedliche Materialdaten (sprungförmige Änderung) sonst nicht abgebildet werden können.
- Bei der Lösung im Berechnungsmodell ergibt sich direkt eine angemessene Genauigkeit der Ergebnisse, im wesentlichen abhängig von der Feinheit der Vernetzung.
Sonstige Begriffe
Eine Alternative zur h-Methode ist die p-Methode.
Die h-Methode ist eine der Methoden, um eine möglichst hohe Effizienz der Simulation zu erreichen.
Literatur
Zusätzlich finden Sie hier die Veröffentlichung W.Rust "Wem gehört die Zukunft: h-Elementen oder p-Elementen?" (1996), die weiter ins Detail geht.
