結果¶
異なる要素タイプとメッシュサイズを持つ多数のシミュレーションをチューニングモデルに対して行いました。 次のアニメーションは、Calculixコードの結果を示しています。
図 2 音叉の形状とその1次振動モード。MoFEMソフトウェアによるシミュレーション¶
結論¶
以上の解析からいくつかの結論が得られます。
オープンソースソフトウェアを使用して、正しい解を得ることが可能です。
3つのソルバーはすべて非常に類似した応答を返しましたが、CalculixとElmerが最も簡単に設定できたように思います。それらは追加設定なしで剛体モードを選択しました。一方、Code_Asterは、非剛体モードのみを検索するように設定するか( ‘Bande’ という設定で可能)、モデルを拘束する必要があります。
前述したソルバー設定の違いにも関わらず、Code_AsterとElmerはほとんど同じ答えを出しているようです。
音叉モデルに対して、2次形状関数は線形形状関数よりもはるかに正確な解を与えます。非常に細かい線形六面体メッシュは、粗い2次四面体メッシュと同程度の精度です。
コードの比較¶
周波数 |
商業コード |
Calculix |
Code Aster |
Elmer |
MoFEM |
GetFEM |
|---|---|---|---|---|---|---|
1 |
440.33 Hz |
440.05 Hz |
440.91 Hz |
440.91 Hz |
441.0 Hz |
439.87 Hz |
2 |
675.80 Hz |
673.51 Hz |
673.57 Hz |
673.57 Hz |
674.4 Hz |
673.37 Hz |
3 |
1689.51 Hz |
1689.30 Hz |
1689.37 Hz |
1689.37 Hz |
1690.3 Hz |
1688.53 Hz |
4 |
1827.55 Hz |
1825.55 Hz |
1825.63 Hz |
1825.63 Hz |
1825.7 Hz |
1825.37 Hz |
5 |
2788.66 Hz |
2777.73 Hz |
2777.56 Hz |
2777.56 Hz |
2781.3 Hz |
2776.80 Hz |
図 3 音叉の例に対するFEコードの比較¶
線形四面体メッシュ¶
ソルバ |
メッシュ要素サイズ=2mm |
メッシュ要素サイズ=1mm |
メッシュ要素サイズ=0.5mm |
|---|---|---|---|
CalculiX |
564.55 Hz |
490.92 Hz |
455.64 Hz |
Code_Aster |
564.48 Hz |
490.90 Hz |
455.63 Hz |
Elmer |
564.48 Hz |
490.90 Hz |
455.63 Hz |
GetFEM |
564.49 Hz |
490.91 Hz |
455.64 Hz |
2次四面体メッシュ¶
ソルバ |
メッシュ要素サイズ=2mm |
メッシュ要素サイズ=1mm |
メッシュ要素サイズ=0.5mm |
|---|---|---|---|
CalculiX |
441.14 Hz |
440.29 Hz |
440.00 Hz |
Code_Aster |
441.16 Hz |
440.29 Hz |
440.00 Hz |
Elmer |
441.26 Hz |
440.30 Hz |
440.00 Hz |
GetFEM |
444.17 Hz |
441.33 Hz |
440.27 Hz |
図 4 四面体メッシュによるシミュレーション結果を示すグラフ¶
線形六面体メッシュ¶
ソルバ |
メッシュ要素サイズ=2mm |
メッシュ要素サイズ=1mm |
メッシュ要素サイズ=0.5mm |
|---|---|---|---|
CalculiX |
388.67 Hz |
415.79 Hz |
434.17 Hz |
Code_Aster |
496.87 Hz |
455.34 Hz |
444.22 Hz |
Elmer |
496.87 Hz |
455.34 Hz |
444.22 Hz |
GetFEM |
496.88 Hz |
455.35 Hz |
444.23 Hz |
