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メッシュ生成の定義|メッシュ生成とは?

有限要素解析(FEA)や数値流体力学(CFD)などのソフトウェアベースのシミュレーションでは、メッシュ生成がよく用いられます。メッシングは、シミュレーションの精度とシミュレーションの実行に必要なリソースに大きな影響を与えます。

メッシングの定義、メッシングの種類、メッシュの最適化方法については、こちらをご覧ください。

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メッシュ生成(またはメッシング)とは何ですか?

メッシュ生成の定義

出典: MIT

 

メッシュ生成(またはメッシング)の意味は、1次元、2次元、3次元の形状(メッシュ面)を用いて連続する幾何学的形状(例:3Dモデル)を定義することです。 

メッシュが細かいほど、3Dモデルはより正確に定義されます。 

メッシュは手動で作成することも可能ですが、今日ではほとんどのメッシュ生成がソフトウェアを使用して、最小限の人手で行われています。 

 

メッシュ生成:どのような種類があるのか 

メッシュを作成する基本的な方法は、構造化メッシュと非構造化メッシュの2種類です。 

構造化メッシュでは、メッシュは各要素間の接続が暗黙のうちに確立された規則的な格子状に作成されます。一方、非構造化メッシュでは、要素が不規則なパターンで互いに接続され、より複雑な形状を捉えることが可能です。

 

CFDおよびFEAにおけるメッシュ生成の重要性

メッシュ生成は、FEA/FEMおよびCFDシミュレーションから正確な結果を得るための最も重要な要素の一つです。 

通常、メッシュが小さく密になるほど結果はより正確になります。しかし、その反面、シミュレーションの規模が大きくなり、解決時間が長くなるというトレードオフがあります。

 

メッシュの最適化

メッシュ生成の意味

エンジニアは通常、精度と利用可能なシミュレーションリソースとの最適なバランスを判断するために収束解析を実施します。その一つの方法として、モデルの荷重経路や注目すべき領域に高密度のメッシュを限定することが挙げられます。

フィレット半径など、大きな集中応力がかかる幾何学的形状も、応力を正確に評価するためにはより密なメッシュが必要です。  

応力集中や荷重経路から離れた領域は、より大きく、密度の低い要素でメッシュ化することができます。  

目的は、シミュレーションリソースを無駄にすることなく、幾何学的形状を正確に表現するメッシュを作成することです。そのため、計算に重要な領域では通常、メッシュはより密(細かい要素)に作成されます。

シミュレーションのために正確で軽量なメッシュを生成する方法

Spatialの3D精密メッシュを使用することで、ユーザー入力を削減し、ソルバーの期待に応え、CAEワークフローを最適化します。

  • ごく少ない入力で、規定のパラメータ内で高品質な表面メッシュを生成する。
  • シミュレーション専用のオプションを用いて、CADモデルの高品質な表面メッシュを確保する。
  • メッシュのサイズ、形状、順序、品質を微調整する。
  • 高品質な四面体メッシュ、ハイブリッドメッシュ、および六面体の3Dメッシュを生成する。
  • 高品質で自動的な境界層生成を可能にする。
  • コンフォーマルな3Dメッシュおよびフルヘックスメッシュを生成する。

ソリューション

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