構造&伝熱

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構造解析のメッシュ収束性に関するガイドライン

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      ” 構造解析のメッシュ収束性とは、メッシュ離散化の誤差によって生じる構造解析結果の誤差を最小限まで抑えることに関連しています。 許容可能な精度に関する基本ガイドライン: デモ、教育トレーニング、テストランなどでは、精度を低くすることをお勧めします。 結果を解釈する際は、誤差を十分に見込んでおく必要があります。重要な設計の最終的な妥当性確認では、低レベルの精度を使用しないでください。 中レベルの精度は、それほど高い精度を求めない多くの設計問題に使用できます。重要な設計の最終的な妥当性確認では、中レベルの精度の使用は避けてください。 高レベルの精度は、設計上重要な判断が要求される解析に適しています。 最大精度のとき、収束計算を「行わない」場合の結果は、正確な結果と比較して、次の誤差が発生します。 ・ピーク応力/ひずみ、最小安全係数/安全余裕に対して、20%未満の誤差。 ・平均(公称)応力/弾性ひずみ、平均熱流に対して、5~10%の誤差。 ・平均応力に関連した変位、平均温度に対して、1~5%の誤差。 ・さまざまなパーツにおける固有振動数に対して、5%以下の誤差。 高精度な収束計算を自動的に行うと、手作業で調整する場合よりも多くの計算時間とコンピュータ資源が必要となります。 しかし、手作業による方法でも、最高精度を追求するような場合は、やはり大変なコストを要します。 ソルバーの適応性を考えると、あらゆる問題の結果計算において、特定の精度を指定した場合の効果を明示的に定量化することは不可能です。 精度は、ジオメトリの表現にのみ関係しています。精度の設定を高くしても、材料定義や環境条件の精度が向上するわけではありません。 しかしながら、収束を指定して求められる結果は、そのパーセント基準程度には正確です。 重要な部分の解析は、最終的に結果を受け入れる前に、必ず経験豊富な技術者または解析者が実施することをお勧めします。 Ansys WBでは、収束調査のためにメッシュを精細化するためのアダプティブ収束ツールが提供されています。 一般に、メッシュ収束調査は数学的ツールとしてFEMでは必須となります。誤差は、完全になくすことはできませんが、最小限に抑えることは可能です。 どの程度の誤差が許容されるかは、FEAツールのユーザーによって異なります。”