4. Построение сети конечных элементов

Автоматическое разбиение некоторой области на конечные элементы (КЭ) предполагает предварительное формирование таких геометрических объектов, как КОНТУР (CONTOUR) и РЕГИОН (REGION).

Первый представляет собой совокупность ЛИНИЙ (в общем случае, прямых и кривых), образующих некоторую замкнутую линию. Второй – совокупность КОНТУРОВ, из которых один внешний, а несколько – внутренних. Эти КОНТУРЫ не должны пересекаться. Таким образом, формируется область, которую предстоит заполнить треугольными конечными элементами определенного размера.

Первый контур и первый регион создаются для плотины.

CT, 1, 0, 8, 5, 1,2,3,4,5, 0

Здесь 1– номер КОНТУРА.

0, 8– задан режим с предпочтительным размером элемента 8 (метров).

5 –количество ЛИНИЙ в КОНТУРЕ.

5, 1, 2, 3, 4 –перечень ЛИНИЙ в КОНТУРЕ.

RG,1,1,1,0

Здесь 1– номер РЕГИОНА.

1,–количество КОНТУРОВ (внутренних КОНТУРОВ нет).

1,–номер КОНТУРА (внешнего).

Второй КОНТУР и второй РЕГИОН создаются для блока основания.

CT, 2, 0,8, 6, 6,7,8,9,10,11, 0

RG,2,1,2,0

Перед формированием сети КЭ следует определить тип и свойства создаваемых КЭ.

ACTSET,EG,1

ACTSET,MP,1

И запустить программу автоматического построения КЭ в РЕГИОНЕ 1.

MA_RG, 1, 1, 1, 3, 1, 0

Здесь 1, 1, 1– номер КОНТУРА 1 (то есть начиная с первого по первый с шагом 1).

3,1,0–параметры формирования сети КЭ.

В результате последней команды созданы 97 узлов и 151 КЭ, рис.4.

Аналогичные действия потребуются для формирования сети КЭ в основании.

ACTSET, EG, 1

ACTSET, MP, 2 (свойства материала в основании иные)

MA_RG,2, 2, 1, 3, 1, 0

Всего в сети созданы 614 узлов и 1086 КЭ, рис.5.

Рис.4. Сеть КЭ в пределах профиля плотины.

Рис.5. Сеть КЭ.

Автоматически построенная сеть КЭ по разным причинам может не удовлетворять инженера - расчетчика. Например, в окрестности точки Dнеобходимо иметь более мелкое разбиение. Исправить сеть можно вручную, исправляя координаты узлов, формируя новые, более мелкие элементы. Другой вариант – использование командыEREFINE.

Для ее использования необходимо предварительно выделить часть КЭ (командой SELECT), затем в командеEREFINEуказать весь диапазон элементов.

EREFINE, 1, 1086, 1, 1, 0, 2, 2

Здесь 1, 1086, 1– элементы с 1 по 1086 с шагом 1.

1,0, 2,2– параметры формирования сети КЭ.

Результат – на рис.6.

Рис.6. Уменьшение размеров элементов в пределах выделенных элементов.

Второй пример использования этой команды – на рис.7. Предварительно выделенные элементы вблизи контакта плотины с основанием заменены более мелкими.

В ходе последних двух операций количество узлов и элементов возросло. Количество узлов – 741, количество элементов – 1310.

На данный момент вся сеть представляет две совокупности элементов, каждая из них построена в пределах своего региона.

Объединить сеть возможно путем объединения узлов на общей границе (вдоль ЛИНИЙ 5 и 7) путем команды

NMERGE, 1, 741, 1, 0.0001, 0, 1, 0

Здесь 1, 741, 1–весь диапазон номеров узлов.

0.0001,0,1,0 – дополнительные параметры.

В результате выполнения этой команды элементы сверху и снизу от линии контакта плотины с основанием модифицируются, у них появляются общие узлы, и вся сеть КЭ объединяется.

Рис.7. Уменьшение размеров элементов на контакте плотины с основанием.