Построение структурированной конечноэлементной сетки

Как отмечалось выше одним из главных условий для получе­ния точного решения является построение качественной струк­турированной сетки конечных элементов. Программа Gambit по­зволяет строить структурные сетки по нескольким схемам (рис. 5.38):

- Map;

- Submap;

- Tet-primtive;

- Wedge;

- Cooper.

Прежде чем рассматривать вопрос построения структурной сетки необходимо коснуться важного понятия «атрибута точки», на основе которого в программе Gambit cтроится управление раз­биением поверхности.

Вы могли обратить внимание на то факт, что при выборе по­верхности для разбиения на конечные элементы в угловых точ­ках, находящихся в месте пере­сечения линий ее контура (далее по тексту угловых точках), появ­ляются буквы латинского алфа­вита (рис. 5.39). Они показы­вают ее атрибут. Его имеет каж­дая угловая точка контура по­верхности.

Рис. 5.38. Схемы построения структурных конечноэлементных сеток, применяемых в программе Gambit

Атрибут определяет, сколько сеточных линий выходит из данной точки. Поэтому со­чета­ние атрибутов всех точек разби­ваемой поверхности опреде­ляет схему, по которой может проис­ходить ее деление на конеч­ные элементы. Грамотное определе­ние атрибутов позволяет по­лу­чить структурную сетку и управ­лять процессом разбиения. В случае построения неструктурной сетки атрибуты точек игнори­руются.

Атрибут назначается точке применительно к поверхности, на которой она рассматривается. Поскольку точка в трехмерном объекте принадлежит не­скольким поверхностям, то число атри­бутов точки равно числу поверхностей. Атрибуты на разных по­верхностях могут быть различными.

Атрибуты бывают пяти типов. Они автоматически присваи­ваются программой по величине угла между линиями, сходящи­мися в точке.

1. End (E) – [здесь и далее в круглых скобках указано обозна­чение атрибута, показываемое в графическом окне] – из точки не выходит ни одной сеточной линии. Этот атрибут характерен для вершин многоугольников. Он присваивается автоматически в том случае, когда угол между гранями поверхности, сходящи­мися в точке составляет от 0 до 120° (рис. 5.40).

Рис. 5.40. Точки с атрибутом End (E)

2. Side (S) – из точки выходит одна сеточная линия. Такое построение сетки характерно для точки лежащей на боковой грани многоугольника. Он присваивается автоматически, когда угол между гранями поверхности, сходящимися в точке состав­ляет от 120° до 216° (рис. 5.41).

Рис. 5.41. Точки с атрибутом Side (S)

3. Corner (C) – из точки выходит две сеточных линии. Этот тип точки характерен для внутренних углов многоугольника. Он присваивается автоматически, когда угол между гранями поверх­ности, сходящимися в точке составляет от 216° до 309° (рис. 5.42).

Рис. 5.42. Точки с атрибутом Corner (C)

4. Reverse (R) – из точки выходит три сеточных линии. Этот атрибут присваивается ав­томатически, когда угол между гранями поверхности, сходя­щимися в точке составляет от 309° до 360° (рис. 5.43).

5. Trielement (T) – из точки выходит четыре и более сеточных линий. Этот атрибут применяется при построении гибридной струк­турной сетки, состоящей из трех и четырехугольных элементов. Вблизи точки с таким атрибутом располагаются треугольные эле­менты (рис. 5.44).

Изменение атрибута точки производится с помощью команды:

Mesh		®	Face		®	Set vertex type
(Сетка)	(Поверхность)	(установить атрибут точки)

Поскольку, изменяя тип атри­бута можно управлять процес­сом разбиения, эта команда активно применяется при построе­нии структурных сеток. Меню ко­манды показано на рис 5.45.

В этом меню в поле Face (1) вы­бирается поверхность, приме­ни­тельно к которой рас­сматривается атрибут точки. Сама же точка, ат­рибут которой нужно поменять, выбирается в поле Ver­tex (2). В поле Type (3) выбирается нужный атрибут. После нажатия кнопки Apply, символ, обозна­чающая атрибут точки в графиче­ском, окне будет заменен на тре­буемый.

Опираясь на полученные зна­ния, рассмотрим подробнее, как стро­ятся структурные сетки раз­ных схем.