FEM-Netzgenerierung
Von der CAD-Geometrie zum simulationsbereiten Netz
Übersicht
Die Netzgenerierung wandelt Ihre parametrische 3D-Geometrie in ein Finite-Elemente-Netz um, das für die Simulation geeignet ist. confBuild verwendet den Netgen-Mesher, um automatisch hochwertige Tetraeder-Netze aus Ihren Modellen zu erstellen.
Hauptmerkmale
- Automatische Netzgenerierung aus parametrischen 3D-Modellen
- Unterstützung aller Primitivtypen: Box, Zylinder, Kugel, Extrusion, STL
- Konfigurierbare Netzfeinheit von sehr grob bis sehr fein
- Lineare (TET4) und quadratische (TET10) Tetraeder-Elemente
- Flächengruppenerkennung für Randbedingungszuweisung
- Ausgabe in VTK- und MED-Formaten
Netzqualitätseinstellungen
Steuern Sie die Netzdichte, um Genauigkeit und Berechnungszeit auszubalancieren.
0
Sehr grob
Schnellste Berechnung, geringere Genauigkeit
1
Grob
Schnelle Vorab-Analyse
2
Mittel
Gute Balance zwischen Geschwindigkeit und Genauigkeit
3
Fein
Höhere Genauigkeit, längere Berechnung
4
Sehr fein
Maximale Genauigkeit, längste Berechnung
Maximale Elementgröße
Die maximale Elementgröße wird automatisch aus der Bounding Box Ihrer Geometrie berechnet. Sie können diesen Wert für feinere Kontrolle überschreiben. Kleinere Elementgrößen erzeugen mehr Elemente und höhere Genauigkeit, erhöhen aber die Berechnungszeit.
Elementtypen
Wählen Sie zwischen linearen und quadratischen Tetraeder-Elementen.
TET4 (Linear)
4 Knoten pro Element, schneller
TET10 (Quadratisch)
10 Knoten pro Element, genauer
Wann quadratische Elemente verwenden
- Biegedominierte Probleme profitieren stark von TET10-Elementen
- Spannungskonzentrationen an Löchern, Kerben oder Rundungen
- Wenn Genauigkeit wichtiger ist als Berechnungsgeschwindigkeit
- Kontaktprobleme erfordern eine bessere Oberflächendarstellung
Aktivieren Sie quadratische Elemente über die Option Zweite Ordnung im FEM-Netz-Panel.
Unterstützte Primitive
Der Mesher verarbeitet alle confBuild-Geometrietypen.
Box
Breite, Höhe, Tiefe
Rechteckige Festkörpergeometrie
Zylinder
RadiusOben, RadiusUnten, Höhe
Einschließlich Kegel (verschiedene Radien)
Kugel
Radius
Vollkugel-Geometrie
Extrusion
2D-Profil, Tiefe
Extrudierte 2D-Querschnitte
STL
Netzdaten
Fallback für nicht unterstützte Geometrie
Flächengruppen
Flächengruppen identifizieren Netzoberflächen für die Zuweisung von Randbedingungen.
Automatische Flächenerkennung
Während der Netzgenerierung erkennt und beschriftet confBuild automatisch Flächengruppen basierend auf geometrischen Merkmalen. Für eine Box umfassen diese:
- Oben / Unten — Obere und untere Flächen
- Vorne / Hinten — Vorder- und Rückflächen
- Links / Rechts — Seitenflächen
Für Zylinder, Kugeln und Extrusionen werden Flächengruppen basierend auf der Topologie der Form generiert. Sie können alle verfügbaren Flächengruppen nach der Netzgenerierung im FEM-Panel einsehen.
Flächengruppen verwenden
Jede Randbedingung wird einer oder mehreren Flächengruppen zugewiesen. Zum Beispiel könnten Sie die Flächengruppe „Unten" fixieren und eine Kraft auf die Flächengruppe „Oben" anwenden. Der KI-gestützte RB-Generator kann Flächengruppen automatisch Ihrer Lastfallbeschreibung zuordnen.
Netzgenerierungs-Pipeline
Der interne Netzgenerierungsprozess.
Primitive extrahieren
Geometriedaten aus 3D-Szene lesen
CAD-Geometrie erstellen
OpenCASCADE/Salome-Geometrie erzeugen
Transformationen
Position, Rotation, Skalierung
Netz generieren
Netgen-Mesher erzeugt Tetraeder
Ausgabeformate
- VTK — Für die Visualisierung im 3D-Viewport
- MED — Salome-natives Format, verwendet vom Code_Aster-Solver
- STEP — CAD-Geometriedarstellung
Best Practices
Tipps für die Erstellung guter Simulationsnetze.
Empfehlungen
- Beginnen Sie mit einem groben Netz zur ersten Validierung, dann verfeinern Sie für endgültige Ergebnisse
- Verwenden Sie quadratische (TET10) Elemente für biegedominierte Probleme
- Stellen Sie sicher, dass Ihre Geometrie wasserdicht ist — keine Lücken oder überlappende Flächen
- Prüfen Sie das Netz-Info-Panel auf Knotenanzahl und Elementanzahl nach der Generierung
- Für komplexe Baugruppen erwägen Sie, jedes Teil separat zu vernetzen
Fehlerbehebung
- Netzgenerierung schlägt fehl: Prüfen Sie auf degenerierte Geometrie (Nulldicke, Selbstdurchdringungen)
- Zu viele Elemente: Reduzieren Sie die Feinheit oder erhöhen Sie die maximale Elementgröße
- Schlechte Elementqualität: Vereinfachen Sie die Geometrie oder erhöhen Sie die Netzfeinheit
- Fehlende Flächengruppen: Stellen Sie sicher, dass die Geometrie unterscheidbare planare Flächen hat