Jacobian — CAE用语解释
Jacobian
老师,雅可比矩阵是FEM网格质量中出现的概念,对吗?那是什么意思?
定义
请给我解释一下定义。
雅可比矩阵是等参数单元中从参考坐标系(ξ,η,ζ)到物理坐标系(x,y,z)的坐标变换的微分矩阵。其行列式成为单元"形状质量"的量化指标。
行列式怎样才是形状不良的呢?
行列式为正值且在单元内均匀分布是理想情况。当行列式接近零时说明单元被压扁了,为负值时说明单元发生了反向。网格划分工具发出的"雅可比比值低于标准"警告就是在做这个检查。
数值解法中的作用
雅可比比值具体多少才算好呢?
雅可比比值定义为单元内最小值与最大值的比,1.0为理想。通常把0.5以上作为目标。当低于0.1时精度会严重下降,需要考虑修正网格。在LS-DYNA碰撞分析中,很多企业都把0.3以上作为内部标准。
什么样的单元会导致雅可比变差呢?
细长的单元、角度极端锐利的单元、中间节点偏离二阶单元边中点较大的情况。特别是用自动网格划分处理复杂几何形状时,角部位容易产生被压扁的单元。这种地方需要手动调整网格大小。
相关用语
请告诉我相关的用语。
网格质量警告出现时检查雅可比,我会记住的!
网格质量是分析的基础。没有好的网格就没有好的结果。
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