フリーメッシュ — CAE用語解説

フリーメッシュは、形状に制約されず三角形や四面体を自由に配置して自動生成するメッシュのことだよ。マップドメッシュは構造格子のように規則的に並べるから、形状が四角形や六面体に分割できないと使えない。フリーメッシュはどんな複雑な形状でも対応できるのが最大の強みだね。

フリーメッシュの四面体は同じ精度を出すのに六面体より要素数が5~10倍必要になることがあるんだ。さらに1次要素の四面体はロッキングという精度劣化を起こしやすい。だから応力集中部は2次四面体を使うか、可能な部分は六面体のマップドメッシュにするのが実務の工夫だよ。

アスペクト比とスキューネスの2つは必ずチェックしよう。アスペクト比は要素の最長辺と最短辺の比で、5以下が目安。スキューネスは要素の歪みで、0.9以上だと解の精度が落ちる。自動メッシュ生成の後にこれらの統計を見て、悪い要素がないか確認するのが手順だよ。

まずローカルにメッシュサイズを細かくする。それでもダメならCAD形状の微小面や鋭角を修正（デフィーチャリング）して、メッシャーが楽に分割できるようにする。自動車のボディパネルみたいな複雑形状だと、この前処理に解析時間の7割くらいかかることも珍しくないんだ。

メッシュ品質と生成アルゴリズムに関わるこの5つだね。

メッシュはFEM解析の「土台」だから、手を抜くと結果がすべて信用できなくなる。地味だけど非常に重要なスキルだよ。