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、半球殻モデルに対して実施しました。
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用いた強制荷重条件でシェル解析を行い,正しい解を得ることは難しいです。本解析では, code_asterベンチマークメッシュのみが \(u_{x}=0.185 m\) の目標に近い変位値を得ることができました。
Elmerで正確な結果を得るには、より細かいメッシュを使用し、計算を開始する前に法線ベクトルを計算する必要があります (mesh.director) 。現在 (27.03.2021) Elmerは2次シェル要素をサポートしていません。シェルソルバは開発中であることを覚えておいてください。
CalculiXは、シェル要素と対称境界条件で正しい結果を生成できませんでした。詳細については、以下の章を参照してください。
Code_Asterは、QUAD_8要素の代わりにQUAD_9要素をサポートします。幸い、ソルバー自体には、このタイプの要素へのメッシュコンバータが含まれています。
線形四辺形メッシュ¶
ソルバ |
粗いメッシュ |
細かいメッシュ |
---|---|---|
CalculiX |
0.000306 m |
0.0000325 m |
Code_Aster |
0.163 m |
0.192 m |
Elmer |
0.009578 m |
0.033597 m |
2次四辺形メッシュ¶
ソルバ |
粗いメッシュ |
細かいメッシュ |
---|---|---|
CalculiX |
0.0000431 m |
0.0000792 m |
Code_Aster |
0.147 m |
0.184 m |
Elmer |
データなし |
データなし |
CalculiXの多くのモデル¶
CalculiX 3モデルで正しい結果を得るために、次のように準備しました。
NAFEMSベンチマークに記載されているシェルS 8エレメントを使用したクォーター半球モデル
NAFEMSベンチマークに記載されているソリッドC3D20Rエレメントを使用したクォーター半球モデル
対称境界条件なしでモデル化されたシェルS 8要素を使用した半球体モデル
CalculiXのシェル要素タイプでは、対称境界条件で目標値に近い結果を得ることができませんでした。半球シェルモデルの場合、変位場のコンターは予想されたものと似ていますが、値は正しくありません。一方,厚さ当たり3要素のソリッドモデルでは満足できる結果が得られたが,応答の推定には時間を要しました。これらの比較は、CalculiXモデルが正しく設定されていることを証明していますが、満足のいく結果が得られない原因はシェル要素タイプにあります。