نرم افزار مش بندی

نرم افزار مش بندی برنامه های نرم افزاری برای تولید مش های چند ضلعی یا چند وجهی برای تقریب دامنه های هندسی هستند. دامنه های مش تا سه بعدی مدل سازی یا گسسته می شوند.

نمایش تمام سازندگان نرم افزار مش بندی

ابزارها در رندر صفحه نمایش کامپیوتر و شبیه سازی هندسی استفاده می شوند. مدل‌های سه‌بعدی که عناصر محدود را تحلیل می‌کنند، به چهار وجهی، هرم، منشور یا هگزادر نیاز دارند. زمانی که برای روش حجم محدود استفاده می شود چندوجهی دلخواه قابل قبول است. رویکردهای تفاوت محدود شامل آرایه‌های ساختار یافته تکه‌ای از هگزادرها هستند که به عنوان مش‌های ساختاری چند بلوکی شناخته می‌شوند.

نرم افزار مش بندی یک منطقه خاص را به نقاط شبکه جدا می کنند و امکان شبیه سازی مهندسی سطح بالا و مدل سازی سیستم را فراهم می کنند. کاربردهای استاندارد شامل آنالیز اجزای محدود (FEA) ، دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) ، مکانیک کوانتومی و کاربردهای RF است. منابع مدل‌های ورودی شامل CAD، B-rep، NURBS، فرمت فایل STL یا ابرهای نقطه‌ای هستند.

ژنراتورهای مش عملکرد مدل سازی را در رابطه با شبیه سازی های هندسی و فیزیکی ارائه می دهند. پیکربندی دستگاه توسط برنامه ای که برای پشتیبانی طراحی شده است تعیین می شود. برخی از راه‌حل‌ها بر مدل‌سازی هندسی نظری تمرکز می‌کنند در حالی که برخی دیگر بر نمایش ساختارها یا فرآیندهای فیزیکی یا زمین‌شناسی تا حد امکان در حداکثر سه بعد متمرکز هستند.

نرم افزار مش بندی چگونه کار می کنند

محاسبات عددی المان محدود از حوزه هایی مانند چندضلعی یا چند وجهی برای تولید مش استفاده می کند. دامنه به عناصر ساده ای تقسیم می شود که به روش های کاملاً تعریف شده با یکدیگر در تماس هستند. مقدار عنصر کوچک نگه داشته می شود، زیرا برخی از بخش های دامنه به عناصر کوچکی برای محاسبات دقیق نیاز دارند. آنها به زاویه یا نسبت ابعادی نیاز دارند که امکان محاسبه آسان را فراهم می کند.

مدل‌های ساختاریافته و بدون ساختار بر اساس نحوه برخورد عناصرشان از هم متمایز می‌شوند. این موارد به شرح زیر تعریف می شوند:

ساختار یافته : توپولوژی واحد مطابق با یک شبکه معمولی است که محاسبه آن را آسان‌تر می‌کند. با این حال، این احتمال وجود دارد که به عناصر بیشتر یا کمتر عناصر خوش‌شکل نیاز باشد.

بدون ساختار : با چهاردرخت یا با استفاده از مثلث‌سازی دلونی مجموعه‌های نقطه محاسبه می‌شود. چندین رویکرد دیگر در انتخاب نقاط مثلثی درگیر هستند.

شبکه های مثلثی یا پیچیده ساده در تئوری ارجح هستند. اگرچه، مدل‌های مشتق‌شده از فرم‌های عنصر چهار ضلعی یا مکعبی به دلیل خواص عددی برتر و نیاز به فرم‌های کمتر برای محاسبه مش، بهتر کار می‌کنند.

طراحی مش هندسی موجود

هر موجودیت نوع توپولوژی جداگانه با استفاده از یک یا چند نوع عنصر اساسی در هر موجودیت به منظور ایجاد یک شبکه با هندسه از قبل موجود گسسته می شود. این موجودیت ها شامل راس ها و منحنی ها هستند. یک تعیین‌کننده عنصر پایه، توصیفات یا رخدادهای موجودیت را در شبکه جمع‌آوری می‌کند.

نمونه ای از این فرآیند گسسته سازی یک سطح هندسی به چندین وجه است که تعیین کننده عنصر سطح اصلی را تشکیل می دهند. وجوه دارای انواع عناصر اصلی جداگانه مانند چهار ضلعی یا مثلث هستند. بسیاری از تعاریف نوع عنصر پشتیبانی می شوند. استفاده از آنها با درجه دقت مورد نیاز در تحلیل اجزای محدود مطابقت دارد. نوشتن چهار ضلعی خطی با 4 گره و چهار ضلعی درجه دوم با 8 یا 9 گره نیز امکان پذیر است.

پس از مش بندی، تعیین تعریف نوع عنصر با استفاده از معیارهای شرط مرزی انجام می شود. موجودیت های مش جداگانه با موجودیت های هندسی مربوطه مرتبط هستند. این به کاربران امکان می دهد تا عملیات هایی مانند مش بندی، نمایش، رنگ آمیزی و پیوست کردن ویژگی ها به یک مش را از طریق هندسه انجام دهند. اگر یک ویژگی شبکه روی یک سطح تنظیم شده باشد، برای تمام وجوه مربوطه روی سطح اعمال می شود.

مراحل زیر یک فرآیند تولید مش معمولی را تشریح می کند:

• اندازه فاصله و تعداد را برای گروه ها یا موجودیت ها تنظیم کنید. کاربرد اندازه یا فاصله محدود به یک موجود هندسی خاص است.

• برای تعیین شکل مش بندی، طرح مش را انتخاب کنید.

• ایجاد مش برای یک موجود هندسی انتخاب شده.

• مش را برای تعیین کیفیت و توانایی آن برای انجام آنالیز هدفمند بررسی کنید. طیف وسیعی از معیارهای مناسب بودن در دسترس است. مکانیسم هایی برای بهبود کیفیت به صورت محلی از طریق هموارسازی و تغییرات در توپولوژی محلی وجود دارد. 

مدل ها به صورت سلسله مراتبی برای هندسه های متمایز تولید می شوند. اگر دستور مش بر اساس حجم تعیین شود، ابتدا راس ها با مدها مش بندی می شوند. سپس منحنی ها با استفاده از لبه ها مشبک می شوند و به دنبال آن سطوح به صورت مشبک می شوند. پس از آن، حجم با هگز مشبک می شود. مش بندی رئوس ساده است و نیازی به دخالت کاربر ندارد. عوامل پیچیده ای مانند منحنی، سطح و مش بندی حجم نیاز به کنترل مستقیم کاربر دارند.

ویژگی ها  

نرم افزار مش بندی دارای ویژگی های زیر هستند:

• الگوریتم های تولید مش

• سنگفرش چهار ضلعی

• سنگفرش مثلثی

• نقشه برداری دو بعدی و سه بعدی

• هی جارو

• چند جارو

• مش بندی تت

• بدوی با هدف خاص

• صاف کردن

• انتخاب طرح خودکار

• تطبیق فاصله

• گروه بندی جارو

• تأیید صحت

برنامه های کاربردی

نرم افزار مش بندی برنامه هایی را ارائه می دهند که نیاز به مدل سازی پیچیده زمین شناسی یا هندسی دارند، از جمله:

• مدلسازی مخازن نفت و گاز

• مدیریت پسماند

• مدیریت آب های زیرزمینی

• آمادگی در برابر بلایا

• اصلاح محیط زیست

• تولید برق

• مدل سازی طراحی نیمه هادی

• هیدرودینامیک

• مدل سازی زمین شناسی

در توابع زمین شناسی، ژنراتورها در جایی استفاده می شوند که شبکه ها جریان متخلخل زیرسطحی و حمل و نقل شیمیایی راکتیو را از طریق روش های المان ریز و تفاضل محدود مدل می کنند. این دستگاه‌ها سیستم‌های مهندسی پیچیده و چینه‌شناسی را برای تولید مدل‌های عددی دقیقی که جریان سیال و انتقال جرم را مشخص می‌کنند، نشان می‌دهند. این مدل ها برای فعالیت هایی از جمله تولید نفت و گاز اعمال می شود.

انتخاب نرم افزار مش بندی

نرم افزار مش بندی از نظر نوع و ویژگی ها متفاوت هستند. مشخصات سازنده باید بررسی شود تا مشخص شود که آیا راه حل انتخابی از استفاده مورد نظر قبل از خرید پشتیبانی می کند یا خیر.

منبع

globalspec