Die Netz-Einstellungen können in einem spezifischen Dialogfeld eingestellt werden, in dem die Daten in mehreren Registerkarten organisiert sind.
Allgemein
Die Ziellelementlänge der finiten Elemente steuert die globale Größe des Netzes. Je feiner die Netzgröße, desto präziser werden die Ergebnisse sein. Allerdings steigt dadurch auch die Datenmenge und die Berechnungszeit, da für jeden zusätzlichen FE-Knoten mehr Gleichungen gelöst werden müssen. Zudem sind Singularitätseffekte bei einem feinen Netz stärker bemerkbar.
Die Diskretisierung ist ein entscheidender Punkt für die nachfolgende FE-Analyse: Eine zu feine Netzgröße verzögert die Berechnung, ohne die Qualität der Ergebnisse wesentlich zu erhöhen. Ist hingegen die Netzgröße zu grob, werden die Randbedingungen unzureichend erfasst. Zur Orientierung für die gewünschte Seitenlänge der finiten Elemente dient folgende Empfehlung: Zwischen den Begrenzungslinien einer Fläche sollten etwa acht bis zehn Elemente erzeugt werden. Eine Mindestanzahl von vier Elementen sollte erfüllt sein.
Der Maximale Abstand zwischen einem Knoten und einer Linie steuert den zulässigen Abstand, den ein Knoten zu einer Linie haben darf, um in dessen FE-Netz integriert zu werden. Ist der Abstand des Knotens größer, wird hierfür ein neuer FE-Netzknoten erzeugt.
Die Maximale Anzahl von Netz-Knoten steuert die Grenze der erzeugten Knoten, damit die Effizienz des Programms und des Computers gewährleistet ist.
Stäbe
Die Anzahl der Unterteilungen für spezielle Stäbetypen – wie Seile, Kehlstücke oder Stäbe mit elastischen Gründungen oder nichtlinearen Eigenschaften – kann entsprechend angepasst werden, so dass reale Unterteilungen der Stäbe durch Zwischenknoten vorgenommen werden. Diese Spezifikation hat jedoch keine Auswirkung, wenn ein Stab an der Randlinie einer Fläche angeordnet ist oder wenn eine Netzverfeinerung auf der Definitionslinie angewendet wird.
Mit der Option Stabunterteilungen für nichtlineare Berechnungen aktivieren können Träger durch Zwischenknoten für die Art von Berechnungen, die eine höhere Genauigkeit erfordern, unterteilt werden. Die Anzahl der Stabunterteilungen wird aus der für die "Spezialstäbe" definierten Anzahl übernommen.
Falls Sie die Option Stabunterteilungen für gerade Stäbe, die nicht in Flächen integriert sind, aktivieren, nutzen, werden FE-Knoten an allen freien Stäben erstellt und entsprechend in der Berechnung berücksichtigt. Die FE-Länge wird entweder von der globalen Netzgröße (LFE) der Allgemein-Registerkarte übernommen oder kann manuell definiert werden.
Mit der Option Unterteilung für Stäbe mit darauf liegenden Knoten aktivieren, werden FE-Knoten an den Positionen des Stabes erzeugt, an denen andere Stäbe enden, jedoch keine Verbindung zu ihm haben.
Flächen
Die genauesten Ergebnisse werden für Elemente erzielt, die so quadratisch wie möglich sind. Für ein Quadrat beträgt das Verhältnisses der Diagonalen D1/D2 = 1. Dies wird auf der rechten Seite der Registerkarte visualisiert. Die Maximales Verhältnis der FE-Rechteckdiagonalen steuert den Grenzwert ΔD des Verhältnisses zwischen den beiden Diagonalen. Das angegebene Verhältnis ist jedoch nicht zwingend, wenn der Wert nicht gehalten werden kann, um optimal angrenzende Elemente zu erzeugen. Ist der Wert jedoch zu groß, können Elemente mit sehr spitzen oder stumpfen Winkeln entstehen, was zu numerischen Problemen führen kann.
Eine gekrümmte Fläche wird bei der Bildung des FE-Netzes durch plane Elemente abgedeckt. Der Maximale außerplane Neigungswinkel α definiert die Grenze der Neigung eines einzelnen Viereckselements von der Ebene. Es beschreibt den größten zulässigen Winkel zwischen den Normalen zweier Elemente (siehe die folgende Abbildung mit den Normalen zweier dreieckiger Elemente). Wenn der Wert überschritten wird, wird das Element in weitere dreieckige Elemente unterteilt.
Die Form der finiten Elemente besteht standardmäßig aus dreieckigen und viereckigen Elementen. Dies basiert auf der folgenden Überlegung: Ein Netz, das nur aus Quadraten besteht, ist oft nicht möglich, obwohl es die genauesten Ergebnisse liefern würde. Dreiecke hingegen können jede Fläche vernetzen, neigen jedoch zu "Verklemmungen"; das heißt, einem kleinen numerischen Fehler. Daher werden Dreiecke für schwierige Bereiche verwendet, jedoch im Allgemeinen Vierecke bevorzugt. Das Erzwingen eines der beiden Elementtypen ausschließlich ist in der Regel nicht sinnvoll.
Volumenkörper
Wenn Knoten auf einem Volumenkörper sehr nah beieinander liegen, kann eine automatische Verfeinerung des Netzes auf Volumenkörpern aktiviert werden. Dies stellt sicher, dass alle Knoten korrekt durch das FE-Netz erfasst werden. Die Netzgröße des Volumenkörpers ergibt sich aus dem kleinsten Abstand zwischen den Knoten. Die Anzahl der erzeugten 3D-Elemente kann für diese Option manuell begrenzt werden.
Es ist außerdem möglich, die Ziellelementlänge für Volumenkörper des Typs 'Boden' zu definieren. Dieser Wert ist jedoch nicht zwingend für das Programm. Wenn die Einstellung für ein Element nicht erreicht werden kann, wird die nächstbeste Variante generiert.
Qualitätskriterien - Flächen / Qualitätskriterien - Volumenkörper
Die Parameter der beiden Registerkarten "Qualitätskriterien" ermöglichen es, die Ergebnisse der automatischen FE-Netzerzeugung für Flächen- und Volumenelemente zu bewerten.
Es stehen mehrere Bewertungskriterien zur Verfügung, bei denen die Grenzen jeweils für Warnung und Fehler festgelegt werden können. Wenn ein (aktiviertes) Kriterium verletzt wird, wird das jeweilige finiter Element markiert. Alle Elemente werden einzeln bewertet. Die Bewertung der Vernetzung wird im unteren rechten Bereich der Registerkarte angezeigt. Um die kritischen Elemente grafisch am Modell darzustellen, wählen Sie den "Navigator - Anzeige", wo Sie dann die Option Netzqualität im Kategoriepunkt Netz aktivieren.
Für jedes Qualitätskriterium werden die Parameter des ausgewählten Kriteriums auf der rechten Seite angezeigt. Im obigen Bild ist die Option "Seitenverhältnis" illustriert.
Die Grenzen zur Markierung des Elements können individuell eingestellt werden. In der Regel empfiehlt es sich, die voreingestellten Werte für alle Kriterien aktiviert zu lassen. Abhängig von der Anwendung kann es sinnvoll sein, die Kriterien strenger oder weniger streng zu gestalten.
Die Funktion bietet eine anpassbare und übersichtliche Möglichkeit, die Qualität des FE-Netzes zu überprüfen und bei Bedarf anzupassen.
Das Gleiche gilt für die Qualitätskriterien für Volumenelemente.
Windsimulation
Spezifische Netzeinstellungen können auch alle für das Zusatzmodul "Windsimulation" vorgenommen werden. Wenn das Programm RWIND für Windkanalsimulationen gekauft und verwendet wurde, wird allgemein empfohlen, alle Einstellungen direkt in diesem Programm vorzunehmen. Im Gegensatz zu den in RFEM definierten Einstellungen können die Auswirkungen auf das Netz dort direkt bewertet werden.
Eine detaillierte Beschreibung der Netzeinstellungen für die Windsimulation finden Sie im Kapitel FE Mesh des RWIND-Handbuchs.