Remeshing
Aus ESOCAETWIKIPLUS
engl: remeshing Kategorie:
Level 3 Methoden Vernetzung
Remeshing ist Änderung der Netzaufteilung während einer
FEM-Simulation.
Dabei wird während der Simulation ein Zwischenzustand gewählt, um die aktuellen Zustandsgrößen und Ergebniswerte
abzufragen. Davon abhängig wird die Netzaufteilung geändert und die aktuellen Zustandsgrößen vom bisherigen Netz auf das
geänderte Netz übertragen (ge-mappt). Anschließend wird die Simulation fortgesetzt.
Die Schritte des Remeshing sind also
- Netzaufteilung (Diskretisierung) des Bauteils,
- Beginn der Simulation und Lösung,
- Unterbrechung der Simulation,
- Auswahl der geeigneten Ergebnisse,
- Berechnung der "Ungenauigkeit" der Simulation,
- Ableitung von Kriterien für eine Netzänderung,
- geänderte Netzaufteilung des Bauteils,
- Übertragung der Zustandsgrößen vom bisherigen Netz auf das geänderte Netz (Mapping),
- Fortsetzung der Simulation.
Das Ziel dieser Folge ist eine Simulation, bei der während des Ablaufes die Netzaufteilung den jeweils aktuellen Bedingungen angepasst wird. Es wird erreicht, dass sich die Netzaufteilung während der Simulation den jeweils geänderten Bedingungen anpasst.
Die Übertragung der Zustandsgrößen vom bisherigen Netz auf das geänderte Netz (Mapping) kann bei nichtlinearen Eigenschaften nur eine Näherung darstellen. Durch das Remeshing ist eine Störung des Gleichgewichtes im Modell (Konvergenzprobleme) und des Ergebnisverlaufes möglich.
Beispiel
Die Abbildung rechts zeigt eine Simulation einer Verbindung durch Reibschweißen. Das Modell stellt zwei zylindrische Abschnitte dar, die an der Stirnseite verbunden werden. Aus Symmetriegründen wird ein axisymmetrischer Querschnitt und einer der beiden Abschnitte modelliert.
In der Abbildung rechts beginnt die Zeitschrittfolge mit einer Vernetzung, die für den Ausgangsquerschnitt angemessen ist. Bei den ersten Schritten dieser Folge ergibt sich eine wulstartige Verformung an der Berührungsfläche. Dadurch werden die Elemente in diesem Bereich stark verformt. Mit der Verformung nimmt die numerische Genauigkeit dieser Elemente ab. Wenn hierbei eine akzeptable Grenze erreicht ist, wird die Zeitschrittfolge der Simulation angehalten.
Die aktuelle Kontur des Bauteils wird mit einem neuen Netz diskretisiert. Auf dieses neue Netz werden die aktuellen Zustandsgrößen des Modells (Dehnungen, Spannungen und andere Werte) übertragen. Zwischenwerte werden dabei geeignet interpoliert. Diese Übertragung der Zustandsgrößen wird als Mapping bezeichnet. Mit diesem neuen Netz von Elementen kann die Zeitschrittfolge fortgesetzt werden.
In der Abbildung rechts ist noch eine weitere Stufe mit Remeshing und Mapping gezeigt.
Mit einer solchen Folge können signifikante Formänderungen eines Simulationsmodells untersucht werden.
Sonstige Begriffe
Eine vergleichbare Vorgehensweise, bei der aber nicht die Netzaufteilung geändert, sondern das vorhandene Netz verzerrt wird, wird Rezoning (Mesh Morphing) genannt.
Die Vorgehensweise, bei der mit einer geänderten Netzaufteilung die Simulation von Beginn an neu ausgeführt wird, wird adaptive Vernetzung genannt.
