ProCAST软件采用有限元FEM离散、求解,离散和求解精度较高。
众所周知,模拟仿真计算的精度直接决定于网格的质量,对于一些模型,其网格质量对结果影响的敏感度很高,甚至有可能出现结果不收敛,或者结果向左于实际生产的情况。因此,要获得高质量的铸造仿真计算结果,首先应该保证网格质量过关。
划分网格是建立有限元模型的一个重要环节,它要求考虑的问题较多,需要的工作量较大,所划分的网格形式对计算精度和计算规模将产生直接影响。为建立正确、合理的有限元模型,这里介绍划分网格时应考虑的一些主要参数。
1、网格数量
网格数量的多少将影响计算结果的精度和计算规模的大小。一定范围内,网格数量增加,计算精度会有所提高,但同时计算规模也会增加,所以在确定网格数量时应权衡两个因数综合考虑。
2、网格尺寸
网格尺寸是指在模型不同部位采用大小不同的网格,这是为了适应计算数据的分布特点。在数据变化梯度较大的部位(如流速剧烈变化区域、应力集中区域),为了较好地反映数据变化规律,需要采用比较密集的网格。同时,为了减小计算规模,在数据变化不剧烈的位置(或者结果不关心区域),划分相对稀疏的网格。这样,整个模型便表现出疏密不同的网格划分形式。
3、网格单元阶次
有限元单元都具有线性、二次和三次等形式,其中二次和三次形式的单元称为高阶单元,选用高阶单元可提高计算精度。ProCAST计算支持各种有限元单元网格形式,但是为了网格划分方便,一般默认采用四面体非结构网格单元划分铸造模型网格。
4、网格质量
网格质量是指网格几何形状及分布的合理性。质量好坏将影响计算精度,质量太差的网格甚至会计算不收敛中止计算。直观上看,网格各边或各个内角相差不大、网格面不过分扭曲、边节点位于边界等份点附近的网格质量较好。网格质量好坏可用单元长度、翘曲角、单元边长比、内角大小、雅克比比率等指标度量。
下面内容介绍ProCAST有限元铸造模拟分析软件网格的一些推荐划分方法: