メッシュ — CAE用語解説
メッシュ(有限要素メッシュ / 計算格子)
先生、メッシュってFEMの基本ですけど、改めてどういうものですか?
定義
定義を教えてください。
メッシュは、解析対象の領域を有限個の要素(element)と節点(node)に分割したものだ。連続体を離散化して、各要素内で物理量を近似する——これがFEMの本質。メッシュの品質が解析結果の信頼性を左右するんだよ。
要素の種類っていろいろありますよね?
2Dでは三角形と四角形、3Dでは四面体、六面体(ヘキサ)、五面体(プリズム/ウェッジ)、ピラミッド。六面体が精度最高だけど生成が難しい。四面体は自動生成が容易だけど精度は六面体に劣る。ポリヘドラル(多面体)は両者の中間的な特性を持つよ。
メッシュタイプ
メッシュの「品質」って何で評価するんですか?
アスペクト比(辺の長さの比)、スキュー角(要素の歪み)、ヤコビアン比、ワーピング(ねじれ)が主な指標。Ansysではこれらを総合した「Element Quality」(0〜1)があって、0.2以下の要素は修正が必要だね。
メッシュ数はどのくらいが適切ですか?
「十分に細かく、でも計算可能な範囲で」が原則。機械部品の構造解析なら数万〜数十万要素、フルビークルのNVH解析で数百万要素、衝突解析で数百万〜1千万要素。メッシュ収束性の確認で適切な密度を判断するのが正道だよ。
メッシュ品質指標
関連する用語を教えてください。
メッシュの品質指標をチェックする習慣、つけていきます。
まず簡単な形状で六面体メッシュと四面体メッシュの結果を比較してみるといいよ。
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