Die Netz-Einstellungen können in einem speziellen Dialog gesteuert werden, in dem die Daten in mehreren Registern organisiert sind.
Allgemein
Die Angestrebte Länge der finiten Elemente steuert die globale Größe des Netzes. Je feiner die Netzgröße, desto präziser sind die Ergebnisse. Allerdings erhöht sich dadurch auch die Datenmenge und die Rechenzeit, da für jeden zusätzlichen FE-Knoten mehr Gleichungen gelöst werden müssen. Außerdem sind Singularitätseffekte bei einem feinen Netz stärker zu beobachten.
Die Diskretisierung ist ein entscheidender Punkt für die anschließende FE-Analyse: Eine zu feine Netzgröße verzögert die Berechnung, ohne die Qualität der Ergebnisse wesentlich zu verbessern. Ist die Netzgröße hingegen zu grob, werden die Randbedingungen unzureichend erfasst. Als Orientierung für die gewünschte Seitenlänge der finiten Elemente gilt folgende Empfehlung: Zwischen den Begrenzungslinien einer Fläche sollten etwa acht bis zehn Elemente erzeugt werden. Eine Mindestanzahl von vier Elementen sollte eingehalten werden.
Der Maximalabstand zwischen einem Knoten und einer Linie steuert den zulässigen Abstand eines Knotens von einer Linie, um in das FE-Netz integriert zu werden. Ist der Abstand vom Knoten größer, wird dafür ein neuer FE-Netzknoten erzeugt.
Die Maximale Anzahl der Netzknoten steuert die Grenze der generierten Knoten, sodass die Effizienz des Programms und des Computers gewährleistet ist.
Stäbe
Die Anzahl der Teilungen für besondere Stabtypen – wie Seile, Vouten oder Stäbe mit elastischen Bettungen oder nichtlinearen Eigenschaften – kann entsprechend angepasst werden, sodass die tatsächlichen Teilungen der Stäbe durch Zwischenknoten erfolgen. Diese Angabe hat jedoch keine Auswirkung, wenn ein Stab an der Begrenzungslinie einer Fläche angeordnet ist oder wenn eine Netzverfeinerung auf seine Definitionslinie angewandt wird.
Mit der Option Stabteilungen für Theorie III. Ordnung aktivieren können Träger für Berechnungen, die eine höhere Genauigkeit erfordern, durch Zwischenknoten unterteilt werden. Die Anzahl der Stabteilungen wird aus der für die „speziellen Stabtypen“ definierten Anzahl übernommen.
Wenn Sie die Option Stabteilungen für gerade Stäbe aktivieren, die nicht in Flächen integriert sind verwenden, werden an allen freien Stäben FE-Knoten erstellt und entsprechend in der Berechnung berücksichtigt. Die FE-Länge wird entweder aus der globalen Netzgröße (LFE) des Reiters Allgemein übernommen oder Sie können sie manuell definieren.
Mit der Option Teilung der Stäbe durch die Knoten, die auf den Stäben liegen werden FE-Knoten an den Stellen des Stabs erzeugt, an denen andere Stäbe enden, aber keine Verbindung zu ihm haben.
Flächen
Die genauesten Ergebnisse werden für Elemente erzielt, die möglichst nah an einem Quadrat liegen. Bei einem Quadrat beträgt das Verhältnis der Diagonalen D1/D2 = 1. Dies wird auf der rechten Seite des Registers visualisiert. Das Maximale Verhältnis der FE-Viereck-Diagonalen steuert den Grenzwert ΔD des Verhältnisses zwischen den beiden Diagonalen. Das angegebene Verhältnis ist jedoch nicht obligatorisch, wenn der Wert nicht eingehalten werden kann, um angrenzende Elemente optimal 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 ebene Elemente abgedeckt. Der Winkel α der maximalen Neigung außerhalb der Ebene definiert die maximale Neigung eines einzelnen Viereckelements gegenüber der Ebene. Er beschreibt den größten zulässigen Winkel zwischen den Normalen zweier Elemente (siehe folgende Abbildung mit den Normalen zweier Dreieckselemente). Wird dieser Wert überschritten, wird das Element in weitere Dreieckselemente unterteilt.
Die Form der finiten Elemente besteht standardmäßig sowohl aus dreieckigen als auch aus viereckigen Elementen. Dies basiert auf folgender Überlegung: Ein Netz, das nur aus Quadraten besteht, ist oft nicht möglich, obwohl es die genauesten Ergebnisse liefern würde. Dreiecke hingegen können jede beliebige Fläche vernetzen, neigen jedoch zum „Verriegeln”, d.h. zu einem kleinen numerischen Fehler. Daher werden Dreiecke für schwierige Bereiche verwendet, aber im Allgemeinen werden Quadrate oder Rechtecke bevorzugt. Es ist in der Regel nicht sinnvoll, ausschließlich einen der beiden Elementtypen zu forcieren.
Volumenkörper
Wenn Knoten auf einem Volumenkörper sehr nah beieinander liegen, kann eine automatische Netzverdichtung an Volumenkörpern aktiviert werden. Dadurch wird sichergestellt, dass alle Knoten vom FE-Netz korrekt erkannt werden. Die Netzgröße des Volumenkörpers ergibt sich aus dem kleinsten Abstand zwischen den Knoten. Die Anzahl der generierten 3D-Elemente kann für diese Option manuell begrenzt werden.
Außerdem ist es möglich, die Angestrebte Länge der finiten Elemente für Volumenkörper des Typs 'Boden' zu definieren. ieser Wert ist für das Programm jedoch nicht zwingend erforderlich. Wenn die Einstellung für ein Element nicht erreicht werden kann, wird die nächstbeste Variante generiert.
Qualitätskriterien - Flächen / Qualitätskriterien - Volumenkörper
Die Parameter der beiden „Qualitätskriterien“-Register ermöglichen die Auswertung der Ergebnisse der automatischen FE-Netzgenerierung für Flächen- und Volumenelemente.
Es stehen mehrere Bewertungskriterien zur Verfügung, bei denen die Grenzwerte für Warnung und Ausfall jeweils festgelegt werden können. Bei Verstoß gegen ein (aktiviertes) Kriterium wird das entsprechende finite Element markiert. Alle Elemente werden einzeln bewertet. Die Bewertung der Vernetzung wird im unteren rechten Bereich des Registers angezeigt. Um die kritischen Elemente grafisch am Modell anzuzeigen, gehen Sie zum „Navigator - Anzeige” und aktivieren Sie dort die Option Netzqualität im Menüpunkt Netz.
Für jedes Qualitätskriterium werden die Parameter des ausgewählten Kriteriums auf der rechten Seite angezeigt. Im obigen Bild ist die Option „Seitenverhältnis“ dargestellt.
Die Grenzwerte für die Markierung des Elements können individuell eingestellt werden. In der Regel empfiehlt es sich, die Standardwerte für alle Kriterien aktiviert zu lassen. Je nach Anwendung kann es sinnvoll sein, die Kriterien zu verschärfen oder zu lockern.
Die Funktion bietet eine anpassbare und übersichtliche Möglichkeit, die Qualität des FE-Netzes zu überprüfen und gegebenenfalls anzupassen.
Das Gleiche gilt für die Qualitätskriterien für Volumenelemente.
Windsimulation
Spezifische Netz-Einstellungen können auch für das Sonderlösungs-Add-On „Wind Simulation” vorgenommen werden. Wenn das Programm RWIND erworben wurde und für Windkanalsimulationen verwendet wird, empfiehlt es sich in der Regel, 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 Netz-Einstellungen für die Windsimulation finden Sie im Kapitel FE-Netz des RWIND-Handbuchs.