Hình học

Chuẩn bị CAD

Công việc thiết lập một mô phỏng thành công không bắt đầu với việc tạo lưới. Nó bắt đầu với việc chuẩn bị mô hình CAD của bạn cho mô phỏng. Thường thì thời gian dành cho việc chuẩn bị một mô hình CAD cho một mô phỏng được đầu tư tốt, vì nó có thể giúp bạn đỡ đau đầu sau này trong quá trình này. Tìm bên dưới một số lời khuyên về cách chuẩn bị mô hình CAD của bạn để mô phỏng thành công với SimScale.

Gợi ý chung

    • Bắt đầu đơn giản và lặp lại: Để tiết kiệm thời gian, một chiến lược đã được chứng minh cho thiết lập mô phỏng là tạo nó cho phiên bản rất đơn giản của vấn đề của bạn để xem liệu phương pháp mô phỏng có khả thi hay không trước khi đầu tư nhiều thời gian vào thiết lập của một mô phỏng phức tạp và không nhận được kết quả cuối cùng.

    • Trước khi bạn bắt đầu mô phỏng, hãy nghĩ về quy trình làm việc hoàn chỉnh để xác định các vấn đề tiềm ẩn. Nếu bạn có một bức tranh sơ bộ về hình dạng của lưới và cách bạn sẽ áp dụng các điều kiện biên, người ta thường thấy tiềm năng trong việc chuẩn bị mô hình CAD cho nó

    • Cố gắng để có được một sự hiểu biết rõ ràng về những gì bạn đang cố gắng phân tích. Điều này giúp quyết định xem có thể bỏ qua các hiệu ứng nhất định hay không. Ví dụ, nếu bạn nghĩ rằng các hiệu ứng quán tính trong một mô phỏng cơ học kết cấu là không đáng kể, tại sao không bắt đầu với một phân tích tĩnh? Điều này sẽ giúp bạn tiết kiệm nhiều thời gian tính toán và có thể dẫn đến kết quả tốt. Nếu không, bạn có thể chuyển sang phân tích phức tạp hơn như phân tích động.

Định dạng và nhập khẩu

Chọn một định dạng

SimScale hỗ trợ các định dạng CAD chung

BƯƠC

VÒI

Bánh mì

cũng như định dạng bề mặt tam giác

STL

Nếu bạn có sự lựa chọn, BƯỚC là lựa chọn ưu tiên vì nó vượt trội về quy trình chuyển đổi sang IGES. Định dạng STL chỉ có thể được sử dụng để phân tích cơ học chất lỏng vì chỉ có các thuật toán chia lưới nhất định trên SimScale hỗ trợ nó.

Tùy chọn xuất

Tất cả các hệ thống CAD đều đi kèm với các phương thức xuất BƯỚC và IGES riêng có thể khác nhau về chi tiết. Một khía cạnh quan trọng khi xuất sang định dạng BƯỚC là đảm bảo rằng mô hình CAD đã xuất chứa thông tin về các chất rắn có thể có trong mô hình của bạn. Sau khi tải lên SimScale, bạn có thể kiểm tra lại xem mô hình CAD của bạn có chứa chất rắn hay không. Nhật ký sự kiện hiển thị số lượng vật liệu liên quan như chất rắn, mặt và vỏ. Nếu không có món quà chắc chắn, có vẻ như việc xuất của bạn không thành công và bạn nên kiểm tra xem có bất kỳ tùy chọn nào khác để xuất mô hình của bạn không.

The event log of the geometry upload

The event log of the geometry upload informs you about the entities of your model 

Kích thước mô hình

Kích thước của mô hình của bạn sẽ rất quan trọng đối với thiết lập mô phỏng. Cho dù mô hình của bạn được thu nhỏ theo m hoặc tính bằng mm sẽ có tác động rất lớn đến kết quả của bạn. Vì vậy, bạn nên kiểm tra xem liệu xuất hệ thống CAD của bạn và nhập SimScale có giữ nguyên kích thước không. Bạn có thể làm điều đó thông qua độ dài đường chéo của ô Bounding trong Nhật ký sự kiện hình học sau khi tải lên mô hình CAD của bạn (xem hình trên). Ví dụ: nếu bạn chọn sử dụng các đơn vị SI, SimScale hy vọng mô hình CAD sẽ được thu nhỏ theo m. Nếu điều đó không phù hợp với mô hình của bạn, bạn có thể sử dụng các thao tác chia tỷ lệ trong SimScale để lấy đơn vị chính xác.


Giảm độ phức tạp

Rất thường xuyên, bạn có thể đơn giản hóa mô hình CAD của mình để có kết quả mô phỏng chính xác hơn trong thời gian ngắn hơn. Tìm một số tình huống dưới đây.


Đánh bại

Thông thường, mô hình CAD của bạn có chứa nhiều tính năng chi tiết do các hạn chế sản xuất hoặc cài đặt. Ví dụ tốt là các lỗ nhỏ và cuộn dây. Các tính năng chi tiết này có thể phù hợp với sản xuất cuối cùng nhưng thường chúng không ảnh hưởng đến kết quả phân tích mặc dù chúng làm tăng đáng kể thời gian chia lưới và tính toán. Một cách tiếp cận tốt cho vấn đề này là suy nghĩ thẳng thắn, phần nào trong mô hình của bạn có liên quan đến phân tích và phần nào bạn có thể bỏ qua để mô phỏng của bạn hiệu quả hơn.

Loại bỏ các thực thể nhỏ

Đặc biệt đối với thế hệ lưới, các thực thể rất nhỏ có thể là một vấn đề. Nếu bạn có khuôn mặt rất nhỏ với các góc nhọn, việc chia lưới bề mặt có thể thất bại. Do đó, hãy kiểm tra mô hình CAD của bạn cho các thực thể rất nhỏ và loại bỏ chúng trước khi cố gắng tạo lưới cho nó. Tìm bên dưới một mô hình, trong đó các khuôn mặt phải được hợp nhất trước khi có thể tạo lưới bề mặt.

A bench-vice model

The bench vice model with the problematic region marked in red

Detail of the problematic region

Detail: Very small face with very sharp angles. Causes the surface mesher to fail

Detail of the cleaned region

Detail after CAD cleaning: Problematic face was removed, meshing works fine.

Sử dụng đối xứng

Nếu vấn đề của bạn là đối xứng, bạn có thể giảm đáng kể thời gian tính toán bằng cách tải lên một phần của toàn bộ mô hình và sử dụng các điều kiện biên đối xứng.

Phân chia và chinh phục

Rất thường không phải là cách tiếp cận tốt nhất để phân tích lắp ráp CAD hoàn chỉnh của bạn trong một phân tích duy nhất. Thường thì sẽ hữu ích hơn khi chia vấn đề của bạn thành từng phần nhỏ và phân tích từng vấn đề một.

Chi tiết mô phỏng

Thông thường các điều kiện biên hoặc các thực thể cụ thể mô phỏng khác có các yêu cầu đối với mô hình CAD. Tìm bên dưới một số gợi ý:

Các thực thể cho điều kiện biên

Nền tảng SimScale sẽ giữ tất cả các thực thể của mô hình CAD của bạn (các mặt, các cạnh, các nút) trong quá trình tạo lưới. Vì vậy, nếu bạn muốn áp dụng điều kiện biên sau này trên một mặt hoặc cạnh cụ thể, bạn phải đảm bảo rằng mặt này tồn tại trong mô hình CAD

Faces in the CAD model prepared for the analysis

Prepared CAD model such that one can directly start assigning boundary conditions

Chiết chất lỏng

Để chạy một mô phỏng cơ học chất lỏng, bạn phải cung cấp khối lượng chất lỏng thực tế. Đối với phân tích dòng chất lỏng bên trong, điều này có nghĩa là bạn phải trích xuất vùng trong mô hình CAD của mình dưới dạng một phần và tải phần này lên SimScale. Thông thường, điều này có nghĩa là bạn phải đảo ngược tổ hợp CAD của mình để xác định nơi chất lỏng thực sự chảy. Một số hệ thống CAD có các công cụ chuyên dụng cho các hoạt động đó.

Extraction of Fluid volume for fluid mechanics simulation

Mô hình CAD thực tế ở bên trái và trực quan hóa khối lượng chất lỏng ở bên phải¶

Xử lý sự cố

Tìm một số gợi ý để xử lý các sự cố xảy ra trên SimScale:

Vấn đề về cách chia lưới bề mặt: Kiểm tra mô hình CAD của bạn để biết các tính năng rất nhỏ hoặc các vùng giao nhau.

Bình luận