Mesh Modes

Size and Bias

指定した均一サイズの要素を使用してメッシュを作成します。メッシュ生成の基礎として既存の有限要素を使用する場合、選択された要素で定義される領域を論理的なグループに分割するためのフィーチャーの認識設定と各グループの境界のためのメッシュコントロールセットが設定できます。

QI Optimize

要素品質基準を元に繰り返し計算によって自動的にメッシュを生成します。メッシュ生成プロセスにおいて、メッシュの品質基準は要素品質テストのセットに基づき各要素を評価して決定されます。すべての要素品質基準をクリアした場合、その要素は品質指数0の完璧なものとなります。要素品質が悪化するに従って品質指数は増えます。より小さなインデックススコアは要素がより理想に近いことを示します。

複合品質指数は、現在のメッシング領域に含まれる各要素のための品質基準値全体です。品質基準値自体は、物理的な意味を持ちません。同じ領域に作成された別のパターンに対し作成されたメッシュパターンを比較するための方法です。品質基準値を基準に、メッシュの最適化ルーチンはメッシュパターンの修正を試み、全体的な品質基準値が低くなるように節点のスムージングルーチンを適用します。

Edge Deviation

メッシュ要素が、メッシングされたサーフェスの実際のエッジからどの程度逸脱（ディヴィエーション）し得るかを制限するパラメータを設定します。また、リメッシュ時には、フィーチャーに基づいて推測されるエッジからの逸脱として認識されます。個々の要素は直線エッジで構成され、形状のカーブを近似するだけであるため、エッジの逸脱は、通常湾曲したエッジ上で起こります。

図 1. . 湾曲したサーフェスへのメッシュ生成時：平面要素（黄褐色）は湾曲した形状（灰色）から逸脱

edge deviationは、サーフェス形状および要素のリメッシング時に適用されます。edge deviationを使用したオートメッシングでは、カーブの近似に最適な要素サイズは、ユーザーの指定した範囲内で自動的に選択されます。max deviationとmaximum feature angleパラメータは、この影響を制御するのが主な目的です。

この手法では、同じサーフェス上においてでさえ、要素サイズの異なるメッシュを生成する点に留意してください。曲率の高い領域は、曲率が低い領域または全く湾曲していない領域と比べ、より小さい要素を含む傾向があります。element size boundariesはこの影響を制御します。

図 2. . Edge deviation：サーフェスエッジからの逸脱を特定の値以下に限定するため、より小さい要素、より節点間の距離が短いメッシュ作成を行うための制御

Surface Deviation

サーフェスからの要素の逸脱の制限内でメッシュを作成します。

edge deviationと同様、フラットな要素群とモデル形状との間の距離によって定まります。フラットな要素群を使って湾曲したサーフェスの近似を行う際、要素は2つの節点間の直線を使用するために、各要素と実際の湾曲サーフェスとの間には常に矛盾が生じます。

図 3. . サーフェスの湾曲したエッジと要素エッジとの間にギャップが見えます

surface deviationメッシングは、この逸脱の程度に基づいてメッシュ密度を決定します。逸脱のしきい値を上回る箇所には、より小さい要素を使用し、逸脱を減らします。

図 4. . surface deviationによるメッシングでは、湾曲したサーフェスを忠実に表現するためにより小さい要素が使用され、形状の湾曲が少ない部分にはより大きい要素が使用される

refinementは、望ましいメッシュサイズをポイント、ラインまたはサーフェス面に設定するのに使用できます。

Rigid Body Mesh

剛体オブジェクトのトポロジーを表すメッシュを作成します。

剛体は、計算において変形しない剛体として扱われるサーフェスです。剛体の例としては、メタルフォーミングで使用するものがあります。メタルシートのダイプレスの結果をモデリングする際は、ダイ形状をモデル化することが重要です。これは、このモデルがプレス後のメタルシートの形状を決定するためです。しかし、フォーミング解析中、ダイ自身の応力と変形は考慮する必要はなく、成形後のメタルシートのみを考慮します。その他の剛体の例としては、車両衝突解析におけるインパクターなどがあります。

このようなシミュレーションにおいて、ソルバーの衝突検知ルーチンを効率的に精度良く活用するために剛体の形状を忠実に表現するメッシュを作成することが重要となります。剛体の応力と変形はソルバーで計算されないため、剛体メッシュは、高品質のメッシュを作成することよりも、剛体の形状の正確なモデリングに焦点を当てることになります。この点から、Rigid Bodyメッシングは、モデルのグラフィックス描画に使用されるファセットおよびシェーディングルーチンを使用します。結果のメッシュは非常に高いアスペクト比やテーバーの厳しい要素など、計算に適さない要素が含まれることがありますが、形状は忠実に再現されます。

下の2つの図は、surface deviationメッシングとrigid bodyメッシングの違いを示しています。いずれのメッシュも、最小/最大要素サイズ、最大逸脱/フィーチャー角度、メッシュタイプに同じパラメータを使って生成されています。

図 5. . surface deviationを使用してメッシュを作成：形状を捕捉するために小さい要素が数多く作成され、要素には多くのねじれが発生し、頂点近くの形状を見ても、形状が忠実に再現されていない

図 6. . rigid body meshでメッシュを作成：要素形状はここでは考慮しないため、オブジェクトは、より少ない要素を使用し形状を忠実にモデル化