Die Netzeinstellungen können in einem speziellen Dialog gesteuert werden, in dem die Daten in mehreren Registern organisiert sind.
Allgemeines
Die Angestrebte Länge der Finiten Elemente steuert die globale Größe des Netzes. Je feiner die Maschenweite, desto präziser werden die Ergebnisse. Es erhöht sich aber auch die Datenmenge und die Rechenzeit, da für jeden weiteren FE-Knoten mehr Gleichungen gelöst werden müssen. Zudem machen sich Singularitätseffekte bei einem feinen Netz deutlicher bemerkbar.
Die Diskretisierung ist ein entscheidender Punkt für die nachfolgende FE-Analyse: Eine zu feine Maschenweite verzögert die Berechnung, ohne die Qualität der Ergebnisse wesentlich zu erhöhen. Ist die Maschenweite hingegen zu grob, werden die Randbedingungen nur ungenügend erfasst. Als Orientierung für die angestrebte Seitenlänge der finiten Elemente dient folgende Empfehlung: Es sollen etwa acht bis zehn Elemente zwischen den Randlinien einer Fläche generiert werden. Eine Mindestanzahl von vier Elementen sollte nicht unterschritten werden.
Der Maximale Abstand zwischen einem Knoten und einer Linie steuert, in welchem Abstand ein Knoten von einer Linie in deren FE-Netz integriert werden kann. Ist der Abstand des Knotens größer, so wird dafür ein neuer FE-Netzknoten erzeugt.
Die Maximale Anzahl der Netzknoten steuert das Limit der generierten Knoten so, dass die Leistungsfähigkeit von Programm und Rechner gewährleistet ist.
Stäbe
Die Anzahl der Teilungen für besondere Stabtypen – wie Seile, Voutenstäbe oder elastisch gebettete bzw. nichtlineare Eigenschaften – kann geeignet angepasst werden, sodass wirkliche Teilungen der Stäbe durch Zwischenknoten vorgenommen werden. Diese Vorgabe ist jedoch ohne Wirkung, wenn ein Stab an der Begrenzungslinie einer Fläche angeordnet ist oder an dessen Definitionslinie eine Netzverdichtung vorgenommen wurde.
Mit der Option Stabteilungen für Theorie III . Ordnung aktivieren können Balkenstäbe für Berechnungsarten, bei denen eine höhere Genauigkeit erforderlich ist, durch Zwischenknoten geteilt werden. Die Anzahl der Stabteilungen wird von der Stabteilung übernommen, die für die "Besonderen Stabtypen" definiert wurde.
Wenn Sie Stabteilungen für gerade Stäbe aktivieren, die nicht in Flächen integriert sind , werden FE-Knoten an allen freien Stäben erzeugt und entsprechend in der Berechnung berücksichtigt. Die FE-Länge wird entweder aus der globalen Maschenweite (LFE ) des Registers Allgemein übernommen oder kann manuell definiert werden.
Mit der Option Teilung der Stäbe durch die Knoten, die auf den Stäben liegen werden FE-Knoten an den Stellen des Stabes erzeugt, an denen andere Stäbe enden, aber keine Verbindung zu diesem haben.
Flächen
Die genauesten Ergebnisse werden für Elemente ermittelt, die einem Quadrat möglichst nahekommen. Bei einem Quadrat ist das Verhältnis der Diagonalen D1/D2 = 1. Dies wird im Register auf der rechten Seite visualisiert. Das Maximale Verhältnis der FE-Viereck-Diagonalen steuert den Grenzwert ΔD des Verhältnisses zwischen den beiden Diagonalen. Das angegebene Verhältnis ist jedoch nicht zwingend, wenn der Wert nicht eingehalten werden kann, um angrenzende Elemente optimal zu erzeugen. Ein zu großer Wert ermöglicht jedoch die Erzeugung von Elementen mit sehr spitzen oder stumpfen Winkeln, was zu numerischen Problemen führen kann.
Eine gekrümmte Fläche wird bei der Bildung des FE-Netzes durch ebene Elemente abgedeckt. Der Maximale Neigungswinkel α aus der Ebene definiert die Grenzneigung eines einzelnen Quadrangel-Elements aus der Ebene. Sie beschreibt den größten zulässigen Winkel zwischen den Normalen zweier Elemente (siehe folgendes Bild mit den Normalen zweier Dreieckselemente). Bei einer Überschreitung wird das Element in weitere Dreieckselemente unterteilt.
Die Form der Finiten Elemente besteht standardmäßig aus Drei- und Viereckelementen. Dem liegt folgende Überlegung zugrunde: Ein Netz nur aus Quadraten ist oft nicht möglich, obwohl es die genauesten Ergebnisse liefern würde. Dreiecke hingegen können jede beliebige Fläche vernetzen, neigen aber zum "Versperren", das heißt einem kleinen numerischen Fehler. Für schwierige Bereiche werden daher Dreiecke, jedoch im Allgemeinen Quadrate oder Rechtecke verwendet. Erzwungen nur einer der beiden Elementtypen ist in der Regel nicht sinnvoll.
Volumenkörper
Liegen Knoten auf einem Volumen sehr nahe beieinander, so kann eine automatische Netzverdichtung an Volumen aktiviert werden. Damit wird sichergestellt, dass alle Knoten vom FE-Netz korrekt erkannt werden. Die Maschenweite des Volumenkörpers ergibt sich aus dem kleinsten Abstand zwischen den Knoten. Die Anzahl der erzeugten 3D-Elemente kann bei dieser Option manuell begrenzt werden.
Des Weiteren ist es möglich, die Angestrebte Länge des finiten Elements für Volumenkörper des Typs 'Boden ' festzulegen. Dieser Wert ist für das Programm aber nicht zwingend erforderlich. Ist die Einstellung für ein Element nicht zu erreichen, wird die nächstbeste Variante generiert.
Qualitätskriterien - Flächen/Qualitätskriterien - Volumenkörper
Die Parameter der beiden Register "Qualitätskriterien" ermöglichen eine Auswertung der Ergebnisse der automatischen FE-Netzgenerierung für Flächen- und Volumenelemente.
Es stehen mehrere Auswertungskriterien zur Verfügung, bei denen die Grenzen jeweils für Warnung und Ausfall eingestellt werden können. Wenn ein (aktiviertes) Kriterium verletzt ist, wird das betreffende finite Element markiert. Alle Elemente werden einzeln bewertet. Die Auswertung der Vernetzung wird im unteren rechten Bereich des Registers angezeigt. Um die kritischen Elemente grafisch am Modell darzustellen, aktivieren Sie im 'Navigator - Anzeige' zunächst unter der Kategorie FE-Netz die Option FE - Netz-Qualität.
Bei jedem Qualitätskriterium werden auf der rechten Seite die Parameter des ausgewählten Kriteriums angezeigt. Im Bild oben ist die Option "Seitenverhältnis" dargestellt.
Die Grenzen für die Kennzeichnung des Elements können individuell eingestellt werden. Meist ist es ratsam, die Standardwerte für alle Kriterien aktiviert zu lassen. Je nach Anwendungsfall 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.
Gleiches gilt für die Qualitätskriterien der Volumenelemente.
Windsimulation
Es können auch spezifische Netzeinstellungen für das Sonderlösungs-Add-On "Windsimulation" getroffen werden. Wurde das Programm RWIND erworben und für Windkanalsimulationen verwendet, so ist generell zu empfehlen, alle Einstellungen direkt im Programm vorzunehmen: Dort können im Gegensatz zu den Einstellungen in RFEM die Auswirkungen auf das Netz direkt beurteilt werden.
A detailed description of the wind simulation mesh settings can be found in the Chapter FE Mesh of the RWIND manual.