40 Глава 3 Описание задачи
Связь задач является частью свойств задачи. Изменения, внесенные в связь, вступают в силу только после нажатия OK, при завершении редактирования свойств задачи. И наоборот, если вы выберите Отмена или нажмете клавишу ESC, изменения, внесенные в связь, будут отклонены наравне с изменением других свойств задачи.
Настройка временных параметров задачи
Перед тем как решать нестационарную задачу, вам необходимо задать временные параметры. Чтобы это сделать, выберите, пожалуйста, в окне свойств задачи закладку Временные параметры.
Интегрировать по времени до: Укажите период времени, который вы хотите просчитать. Расчет всегда начинается с момента времени ноль.
С шагом: Укажите величину шага интегрирования. При расчете переходного процесса это наиболее важный временной параметр, контролирующий точность вычислений: чем меньше шаг, тем выше точность. Обычно необходимо не менее 15 – 20 шагов на всем периоде интегрирования. Имеет смысл начать с большого шага интегрирования, а затем постепенно уменьшать его, если после расчета изменение физической величины во времени получилось не очень гладким.
Если вы затрудняетесь сразу указать приемлемые временные параметры, мы рекомендуем вам задать какую-нибудь величину времени интегрирования и установить 5-7 шагов интегрирования. Потом, после решения задачи, постройте график изменения физической величины во времени для нескольких точек
Создание задачи |
41 |
|
|
геометрической модели. По графику можно судить о том, как быстро идет переходный процесс, и как надо настроить временные параметры задачи.
Автоматический выбор шага: Шаг интегрирования по времени вычисляется самой программой.
Запоминать решение каждые: Укажите шаг времени, с которым будет вестись запись результатов в файл результатов. Шаг записи должен быть не меньше, чем шаг интегрирования.
Начиная с момента: Укажите момент времени, с которого начинается запись результатов в файл результатов. Если ввести ноль, то запись начнется с начального состояния задачи.
Автоматический выбор шага по времени в нестационарных задачах
В нестационарных задачах ELCUT может автоматически выбрать шаг по времени в процессе интегрирования.
Начальное значение шага можно приближенно определить по формуле:
t0 = min( 2/4 ), где - это "размер" треугольника сетки, а
- для задач теплопередачи,C
1 - для нестационарных магнитных задач.g
Соотношение ( 2/4 ) вычисляется для всех треугольников модели, а потом выбирается наименьшее значение для вычисления начального шага.
По мере решения задачи шаг настраивается автоматически по адаптивной схеме.
Следующий шаг вычисляется на основе предыдущего по формулеtn+1 = k tn,
где k - масштабирующий коэффициент, изменяющийся от 0.25 до 4.0 (дискретные значения 0.25; 0.5; 1.0; 2.0; 4.0) Коэффициент k зависит от поведения потенциала и его производной, а также от значений изменяющихся во времени и пространстве источников поля и граничных условий.
42 Глава 3 Описание задачи
Два фактора учитываются при выборе величины коэффициента k:
Норма вариации производной по времени на предыдущем шаге для всех узлов сетки:
un 2 |
|
|
|
|
|
un un 1 |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
un |
|
|
|
un 1 |
|
|||||
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
Величина, обратная характеристическому времени:
n |
un T Fn Fn 1 |
, |
|||||
u |
T K |
|
u |
|
|||
|
|
||||||
|
n |
|
Tn |
n |
|
|
|
В задачах теплопередачи {Fn} - это вектор теплового потока за счет теплопроводности, конвекции и радиации. В задачах нестационарного магнитного поля {Fn} - это вектор магнитной индукции, u - это величина потенциала, а KT - это матрица жесткости метода конечных элементов.
Действительная величина коэффициента k выбирается на основе двух безразмерных характеристик: un и 2 / tn n, с использованием заданной таблицы пределов. Для использования на следующем временном шаге выбирается наименьшее значение. Таким образом получается гладкая и точная временная зависимость в каждой пространственной точке модели.
Выбор единиц измерения длины
ELCUT позволяет использовать разные единицы измерения длины при создании геометрической модели и анализе результатов. Вы можете использовать миллиметры, сантиметры, метры, дюймы, футы и даже километры и мили. Чтобы установить единицы измерения длины, перейдите на закладку
Координаты в диалоговом окне Свойства задачи.
Создание задачи |
43 |
|
|
Выбранные единицы длины ассоциируются с каждой отдельной задачей, что дает вам возможность использовать разные единицы для разных задач. Обычно единицы длины выбираются перед началом создания геометрической модели. Впоследствии можно сменить единицы измерения длины, что, разумеется, не окажет влияния на физические размеры модели. Так, если вы создали модель в виде квадрата со стороной 1 м, затем переключились на сантиметры, вы получите квадрат со стороной 100 см. Чтобы действительно изменить размеры модели, вам следует использовать вариант Масштабирование в команде Передвинуть Выделенное при работе с геометрической моделью.
Выбор единиц измерения длины не оказывает влияния на единицы измерения других физических величин, для которых всегда используется система СИ. Так, плотность тока всегда измеряется в A/м2 и никогда в A/мм2. Единственная расчетная физическая величина, которая измеряется в выбранных единицах длины - это вектор смещения в задачах теории упругости.
Полярные и декартовы координаты
Геометрическая модель, физические свойства материалов и граничные условия могут быть заданы в декартовой или полярной системе координат. В нескольких местах ELCUT предоставляет вам выбор системы координат. Используя закладку Координаты в диалоге Свойства задачи, вы можете определить систему координат, по умолчанию ассоциированную с вашей задачей. Выбор системы координат вы также можете сделать в Редакторе модели и при анализе результатов. Задание ортотропных свойств материалов, некоторых видов нагрузок и граничных условий зависят от выбора системы координат. Вы можете выбрать декартову или полярную систему координат для