三角で 良好な偏微分を実施するには… | 使いこなさない、使えるCAEのブログ

三角で 良好な偏微分を実施するには…

CAEは 物理量の差を距離で割る⇒それを直交三方向実施 ができれば◎ですが(3次元の場合)…
正三角形のイメージ ⇒ 直角付近に情報なく⇒ 直交成分の合成度合いが強くなる 
三角系統で解く場合 I-J-K直角のテトラ四面体が良い気がします(最近よく見かけますが)

そして、写像変換で計算。(アイソパラメトリック要素理論)
内挿関数・形状関数は、たまたま見た文献がそれだったのですが、、
・物理量分布を示す二次内挿関数は、点では物理量が合うが、内部でも合うと考え難い
・二次式の係数計算で距離(座標)の二乗が効く(大した問題じゃなさしう)
・内挿関数を、XやYで偏微分した分布関数が、係数を共有して完全に独立せず影響し合う(そもそも分布関数は理論無視で勝手に作った関数)

・内挿関数はメッシュ次第で変動大 (メッシュ変動をうまく吸収しているとも思えない)
・1次要素と2次要素で解が違うのに、2次要素でOKいう そもそもそこが変
色々念入りに駄目で、かなり悪い気が… 三角も、四角同様に写像変換による手段が良いような
探せば論文があるのだと思いますが。    直交格子利用した差分法有限体積法FEMと、
直角三角形並べ写像変換計算するFEM 計算プロセスは全同一化しそうです。  並べ方により
直角のテトラ(四面体)要素も、点が直線的に並び、完全直交の各種解法と同一化しそうな気配
(テトラの場合、スタッガード千鳥配列かも、直方体構成する要素増加で、格子配列も可能?)

三角系統要素を使う場合、その理想形は書籍に書いてない点も問題。 事例は正三角イメージが
多い気がしますが、写像変換用いて、I-J-Kを直角とするのが良い思います。テトラは
メッシュ増えますし、中間点使うタイプの要素は、点と点接近して細かいメッシュで
エラー出やすいですし、尖ってこじんまりしてなく、隣の要素が食い込み、分布形成に不利。
四辺形・六面体が遥かに推奨。その理想は長方形直方体で、そちらは判り良いですが。
四角も三角も、直角近い角度の箇所を作り、そこを利用して偏微分。それしかない筈。
大規模計算は、正三角が目立ちますが、それで直交計算たる偏微分がどうかいう?


昔に私が最初に、例題みながら解析した時、解析対象は簡単な四角なのに
例題は、三角に近い歪んだ四角メッシュ。 例題真似てさっぱり×。簡単に四角で切ったら
『アレッ!』  あっさり完。 当初、例題みながら

『何で、シンプルなメッシュで解析せんのだろう』 
『簡単なメッシュじゃ駄目な理由がある筈。FEMは、厄介』

(最初だけ)悩んだ記憶があります。何も知らぬと、そんなもの。
実際は。簡単シンプルな方が、高速に解けて良好。