Después de abordar brevemente el tema de la preparación de la geometría con las herramientas disponibles en Simcenter Femap, continuamos con las funciones que permiten agilizar la creación de la malla con elementos Shell. En las últimas versiones del programa existen dos enfoques diametralmente opuestos para la generación de los elementos.
Enfoque tradicional basado en la geometría
Una vez idealizada la geometría y extraídas las superficies medias, la mayor parte del trabajo ya está hecha y Simcenter Femap permite generar automáticamente la malla Shell con elementos Quad y Tria. Sin embargo, en ocasiones la malla creada automáticamente no cumple plenamente las expectativas del analista. En este caso, la Meshing Toolbox vuelve a ser de gran ayuda gracias a sus herramientas interactivas para modificar la geometría y los controles del mesher.
Por ejemplo, es posible aplicar un Washer para refinar la malla alrededor de los orificios. También es posible dividir una superficie en dos para crear líneas guía que mejoren el flujo de la malla. O incluso cambiar sobre la marcha el número de divisiones a lo largo de una curva. Una particularidad de los comandos de la Meshing Toolbox es la ejecución instantánea de los comandos: con cada clic es posible ver inmediatamente cómo cambia la malla en función de la operación realizada. En cualquier momento, el operador puede evaluar los índices de calidad de la malla para decidir dónde intervenir. Por tanto, el operador puede aplicar interactivamente las distintas funciones hasta obtener una malla que cumpla los requisitos de tamaño, forma y calidad de los elementos deseados.
En la siguiente figura se muestra la malla del primer intento generada sobre la geometría y la versión final obtenida tras aplicar los comandos de la Meshing Toolbox.
Malla creada automáticamente sobre la Midsurface de una escuadraMediante la Meshing Toolbox, el operador puede ajustar el flujo de los elementos, añadiendo washers, particionando localmente las superficies o cambiando la división de las curvasMalla final resultante tras utilizar la Meshing Toolbox
Enfoque Shell Mesh Body
En las últimas versiones de Simcenter Femap se ha introducido el Body Mesher. Se trata del algoritmo de mallado superficial de STAR-CCM+ que realiza una simplificación automática basándose en criterios geométricos como el tamaño mínimo y la curvatura local de los detalles. Lo único que puede hacer el operador es definir un tamaño característico y exigir que se respeten determinados detalles para la aplicación de cargas y condiciones de contorno: el resto de los detalles presentes en el dominio se aproximan automáticamente. Las ventajas de este comando son esencialmente dos:
Es un comando completamente automático al que se puede proporcionar incluso una superficie muy compleja: al final se obtiene una malla con elementos Shell de buena calidad.
Es posible utilizar este comando también para volver a mallar los elementos aunque no dispongamos de la geometría (mesh-on-mesh).
En la siguiente figura se muestra el uso del comando Body Mesher para crear una malla de cuadriláteros sobre una concatenación de superficies.
Geometría compleja que se va a modelizar con elementos ShellMediante el comando Mesh Body, Simcenter Femap genera automáticamente la malla Shell simplificando y aproximando la geometríaDetalle de la geometríaDetalle de la malla
En la siguiente figura se muestra, en cambio, el enfoque de mesh-on-mesh para refinar una parte de la malla existente. Obsérvese cómo el algoritmo identifica automáticamente los límites de las distintas propiedades y preserva las zonas de intersección con una malla continua.
Detalle de una malla con elementos Shell sin geometría asociadaSelección de los elementos que se van a refinar. Obsérvese cómo la selección incluye distintas propiedades del modeloEl comando Mesh on Mesh de Simcenter Femap permite refinar los elementos Shell sin utilizar una geometría de apoyo y respetando las propiedades de la malla de partida
El enfoque ofrecido por el Body Mesher de Simcenter Femap es diferente del enfoque tradicional, con sus ventajas y desventajas, pero representa una herramienta más a disposición del analista para poder modelizar las geometrías más complejas.
En el próximo post hablaremos de las herramientas que Simcenter Femap pone a disposición para la generación de la malla con elementos TETRA.
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