Aggiornamenti della mesh

COMSOL Multiphysics® versione 5.3 apporta numerosi miglioramenti alle operazioni e alle possibilità relative alle mesh. In primo luogo, la transizione dai tipi di mesh esaedrica/prismatica a tetraedrica è ora automatizzata con l'inclusione di elementi piramidali. Inoltre, sono stati introdotti nuovi strumenti per misurare la qualità della mesh e per estenderne la manipolazione attraverso le espressioni. Gli aggiornamenti sono descritti in dettaglio qui di seguito.

Transizioni automatiche per mesh da esaedriche/prismatiche a tetraedriche

Talvolta può essere utile ricorrere a diversi tipi di mesh per descrivere diverse parti di una geometria, ma è necessario unirle in qualche modo in corrispondenza delle interfacce. Prima di COMSOL® 5.3, si poteva utilizzare l'operazione Convert per collegare le mesh estruse alle mesh tetraedriche non strutturate. Ora, l'operazione Free Tetrahedral inserirà automaticamente uno strato di elementi piramidali tra gli elementi esaedrici/prismatici estrusi e quelli tetraedrici. Gli elementi piramidali appaiono nel dominio in cui è applicata l'operazione Free Tetrahedral.

Transizioni automatiche tra mesh esaedrica e tetraedrica

L'operazione Free Tetrahedral ora genera automaticamente uno strato di piramidi (ciano) attorno agli esaedri (verde) di una mesh estrusa e riempie lo spazio rimanente con tetraedri (grigio). Gli elementi piramidali sono introdotti all'interno della parte tetraedrica del dominio di modellazione.

L'operazione Free Tetrahedral ora genera automaticamente uno strato di piramidi (ciano) attorno agli esaedri (verde) di una mesh estrusa e riempie lo spazio rimanente con tetraedri (grigio). Gli elementi piramidali sono introdotti all'interno della parte tetraedrica del dominio di modellazione.

Mesh tetraedrica ottimizzata per evitare elementi piccoli

È stata introdotta una nuova opzione di ottimizzazione nell'operazione Free Tetrahedral per evitare la creazione di elementi troppo piccoli. È possibile utilizzare l'opzione Avoid too small elements per massimizzarne le dimensioni, misurate come il raggio della sfera inscritta, pur rispettando la dimensione desiderata degli elementi locali. Questa ottimizzazione migliora le prestazioni quando si risolvono i problemi utilizzando il metodo di passo temporale esplicito.

Espressioni di dimensione della mesh

Un nuovo attributo offre maggior flessibilità per manipolare la dimensione e la distribuzione delle mesh. Il nodo Size Expression può essere aggiunto a una sequenza di mesh nel Model Builder per variare la dimensione degli elementi nello spazio utilizzando delle espressioni. È possibile selezionare se valutare l'espressione su una griglia o su una soluzione. Se si utilizza l'opzione Grid, si può includere nel campo di modifica Size expression un'espressione basata su variabili globali definite da parametri, funzioni, materiali e variabili. Se si utilizza l'opzione Solution, l'espressione può essere immessa usando le variabili definite dalla soluzione, per esempio le variabili di stima dell'errore.

Impostazioni Size Expression e mesh con dimensioni variabili degli elementi

Un'espressione basata su parametri geometrici nel dominio di modellazione, valutata sulla griglia, è stata aggiunta alla sezione Element Size Expression nella finestra impostazioni Size Expressions (a sinistra). Ciò determina la dimensione e la distribuzione degli elementi visualizzati nel dominio di calcolo (a destra).

Un'espressione basata su parametri geometrici nel dominio di modellazione, valutata sulla griglia, è stata aggiunta alla sezione Element Size Expression nella finestra impostazioni Size Expressions (a sinistra). Ciò determina la dimensione e la distribuzione degli elementi visualizzati nel dominio di calcolo (a destra).

Adattamento della mesh in base alle espressioni di errore

Una nuova operazione denominata Adapt affina la mesh in base a un'espressione per l'errore di una soluzione o un'espressione per la dimensione desiderata dell'elemento mesh. Il solutore adattativo utilizza quindi questa operazione per creare le mesh adattate.

Nuovi strumenti per valutare la qualità di una mesh

È ora possibile scegliere tra diversi criteri per la qualità della mesh nella finestra Statistics o in un grafico di mesh. Questi criteri sono: Skewness, Maximum angle, Volume versus circumradius, Volume versus length, Condition number, e Growth rate.

Impostazioni di mesh con elenco di misure di qualità espanso ed esame del tasso di crescita della mesh Si può scegliere di tracciare la qualità di mesh nel dominio di modellazione utilizzando i seguenti criteri: Skewness, Maximum angle, Volume versus circumradius, Volume versus length, Condition number e Growth rate (a sinistra). In questo caso viene esaminato il tasso di crescita (a destra). Questo si traduce in una misura di qualità massima pari a 1 nelle regioni della mesh in cui gli elementi hanno dimensioni costanti, diminuendo nelle regioni in cui il tasso di crescita aumenta da un elemento all'altro. Si può scegliere di tracciare la qualità di mesh nel dominio di modellazione utilizzando i seguenti criteri: Skewness, Maximum angle, Volume versus circumradius, Volume versus length, Condition number e Growth rate (a sinistra). In questo caso viene esaminato il tasso di crescita (a destra). Questo si traduce in una misura di qualità massima pari a 1 nelle regioni della mesh in cui gli elementi hanno dimensioni costanti, diminuendo nelle regioni in cui il tasso di crescita aumenta da un elemento all'altro.

Mesh 2D migliorate

Le prestazioni delle mesh per geometrie 2D con molti domini sono notevolmente migliorate, soprattutto grazie alla parallelizzazione. Inoltre, la generazione di mesh a quadrilateri di domini e facce piane con quattro spigoli ad angolo retto offre ora mesh più efficienti e qualitativamente migliori.

Rilevazione automatica di lati e facce in mesh importate

Le nuove impostazioni sono disponibili nell'operazione Import per controllare la partizione di una mesh 3D importata a livello di lati. Questa funzione è importante per combinare la mesh importata con gli oggetti geometrici creati.

Opzione per disattivare il rendering della mesh

Un nuovo pulsante nella barra degli strumenti Graphics consente di disattivare il rendering della mesh. In questo modo è più facile vedere all'interno di un oggetto 3D, a prescindere dalla parte geometrica meshata.

Barra degli strumenti Graphics con un nuovo pulsante evidenziato

Nuovo pulsante nella barra degli strumenti Graphics per attivare o disattivare il rendering della mesh.

Nuovo pulsante nella barra degli strumenti Graphics per attivare o disattivare il rendering della mesh.

Operatori di accoppiamento di proiezione per tutti i tipi di elementi mesh

Gli operatori di accoppiamento General Projection e Linear Projection nel menu Component Couplings del nodo Definitions supportano ora tutte le tipologie di elementi di mesh.

Rimozione automatica dei dettagli geometrici con operazioni di geometria virtuale

È stata introdotta una nuova operazione di geometria 3D, Remove Details, per il preprocessing corretto di geometrie CAD. Ciò è particolarmente utile in presenza di piccoli dettagli geometrici, che possono portare a grandi mesh di scarsa qualità se non vengono gestiti in modo adeguato.

L'operazione Remove Details rimuove automaticamente dalla geometria i lati corti e le facce piccole e sottili (strette). Ha due modalità: Automatic e Manual. Quando si rimuovono i dettagli in modalità Automatic, l'operazione genera una sequenza di nodi di operazione virtuale che è possibile ispezionare e modificare passando alla modalità Manual.

Geometria CAD prima di rimuovere i dettagli e mesh risultante prima di rimuovere i dettagli dalla geometria CAD Una geometria CAD contenente lati corti, facce piccole e facce strette (a sinistra) porta alla mesh corrispondente (a destra). Una geometria CAD contenente lati corti, facce piccole e facce strette (a sinistra) porta alla mesh corrispondente (a destra).
Geometria e mesh migliorate dopo aver rimosso i dettagli

Dopo aver ricostruito la geometria con l'operazione Remove Details (a sinistra), i risultati di mesh sono decisamente migliori (a destra).

Dopo aver ricostruito la geometria con l'operazione Remove Details (a sinistra), i risultati di mesh sono decisamente migliori (a destra).

Percorso dell'Application Library con un esempio che utilizza l'operazione Remove Details:

ECAD_Module/Tutorials/pcb_import