FEM MeshGmshFromShape/de

FEM NetzGmshAusForm

Menüeintrag
Netz → FEM-Netz aus Form - Gmsh
Arbeitsbereich
FEM
Standardtastenkürzel
Keiner
Eingeführt in Version
-
Siehe auch
FEM Anleitung

Gleichungslöser
Alle

Beschreibung

Für eine Finite-Elemente-Analyse muss die Geometrie in ein FEM-Netz diskretisiert werden. Dieser Befehl verwendet die Software Gmsh (die auf dem System installiert sein muss) zum Erstellen des Netzes.

Abhängig vom Betriebssystem und dem Installationspaket kann Gmsh in FreeCAD enthalten sein oder auch nicht. Für weitere Informationen siehe FEM Installation.

Anwendung

  1. Die Form auswählen, die analysiert werden soll. Bei der Volumen-FEM muss es sich um einen Festkörper oder Compsolid (zusammengesetzten Festkörper) handeln. Ein Compsolid ist erforderlich, wenn dein Teil aus mehreren Materialien besteht. (Ein Compsolid kann mit dem Befehl BoolescheFragmente erstellt werden).
  2. Das Werkzeug durch eine der folgenden Möglichkeiten aktivieren:
  3. Wahlweise minimale und maximale Elementgröße anpassen (Die vorgegebene Einstellung erstellt oft zu grobe Netze). Es kann auch die dimensionale Art (1D, 2D, 3D) eingestellt (wobei die Voreinstellung From shape meistens passt) sowie die Ordnung des Elements geändert werden.
  4. Die Schaltfläche Anwenden anklicken und warten, bis die Erstellung des Netzes abgeschlossen ist. eingeführt mit Version 1.0: Wahlweise die Schaltfläche Abbrechen drücken, um das Vernetzen abzubrechen.
  5. Die Schaltfläche OK drücken, um die Aufgabe abschließen. Jetzt sollte sich ein neues FEMMeshGmsh-Objekt im aktiven Analysebehälter befinden. Oder die Schaltfläche Abbrechen drücken, um die Änderung oder die Erstellung des Netzobjekts abzubrechen.

Nachdem das Netz erstellt wurde, können seine Eigenschaften im Eigenschafteneditor angepasst werden. Nach dem Ändern einer Eigenschaft, muss der Gmsh-Dialog erneut geöffnet und die Schaltfläche Anwenden gedrückt werden (der Dialog kann geöffnet bleiben, während weitere Eigenschaften geändert werden).

The Gmsh version button allows you to check the details about the currently linked Gmsh binary.

Eigenschaften

Effect of Mesh Size From Curvature'; left: set to 12, right: deactivated

Hinweise

Nonpositive Jacobians

When you get a meshing error about nonpositive Jacobians, you can try out the following strategies:

Mesh Growth

At edges and small geometric entities, the mesh has to be smaller than in areas without edges. So the mesh element size grows away from the edges. The growing strategy of Gmsh is to grow between edges of different sizes. So the growing fails when an area has the same sized edges like for example this tube:

Failing mesh growing because the cylindrical area is surrounded by the same edges

To enable a sensible mesh growing, you must in this case add an edge to the area. In the example, this would be a circle in the middle of the cylinder. The circle is added as part of a BooleanFragments compound (to form a CompSolid), see the project file of the example.

Sensible mesh growing due to the additional edge in the middle of the cylindrical area

Element Recombination

Elements can be recombined in two ways, on the surface of objects so that triangles will be recombined into quadrangles if possible and in the volume of objects so that tetrahedra will be recombined into prisms, hexahedra or pyramids if possible. Thinking about the geometry, it becomes clear that the recombination result depends strongly on the geometry of the body and that recombining a 3D body only at the surface will mostly lead to strange results.

To illustrate this, look at the image below. A cuboid body is meshed using the standard settings (tetrahedra, 2nd order mesh). This is the subimage at the upper left. The image at the upper right shows the result, when additionally the elements are recombined only at the surface of the body. The result is bad because the changed surface elements don't fit to the unchanged volume elements. So DatenRecombine All alone usually only makes sense for 2D meshes.
When we use now also DatenRecombine 3D All, the result is better, see the lower left subimage. However, the result doesn't show a great difference compared to the mesh without recombinations. Since our body is a cuboid, it is therefore sensible to use a recombination algorithm that tries to create cuboids as well. And this result is shown in the subimage at the lower right.

The Simple recombination algorithm will leave some triangles in the mesh in case the recombining leads to badly shaped quads. In such cases use a full-quad recombination algorithm, which will automatically perform a coarser mesh followed by the recombination, smoothing and subdividing. See forum topic

Effect of mesh element recombination.
Upper left: standard mesh.
Upper right: recombination only at the surface using the Simple algorithm.
Lower left: recombination at the surface and in the volume using the Simple algorithm.
Lower right: recombination at the surface and in the volume using the Simple full-quad algorithm