Расчет методом конечных элементов

Сегодня метод конечных элементов используется практически повсеместно на стадии проектирования деталей и элементов конструкций, а также при моделировании различных процессов и явлений. Он успешно применяется в механике, биомеханике, сопротивлении материалов и других отраслях науки. Инженеры используют специализированные пакеты, позволяющие не только решать краевые задачи, но и строить геометрические модели, создавать вычислительную сетку и проводить глубокий анализ полученных расчетных данных. Анализ методом конечных элементов происходит, как правило, по следующему сценарию: а) выбор математической модели, то есть уравнений, описывающих процесс или явление. На этом этапе выбирают, так как называемые элементы, которые будут использовать в расчетах; б) создание или импорт геометрии исследуемого объекта или области. Здесь строится одномерная, плоская или трехмерная компьютерная модель в специализированных комплексах или же в самом конечно-элементном пакете силами его CAD-редактора; в) создание вычислительной сетки, ее редактирование и оптимизация; г) постановка задачи, то задание краевых условий (граничные и начальные), задание типов материалов, настройка решателя; д) решение задачи; е) анализ результатов. На этом этапе происходит обработка данных численных расчетов, вывод числовых данных, создание и отрисовка полей искомых переменных, экспорт числовых характеристик в другие пакеты и дальнейшая их обработка. Итак, расчет методом конечных элементов – непростой процесс, включающий в себя несколько этапов. Иногда некоторые стадии объединяют, меняют местами или вовсе исключают, все зависит от используемого программного комплекса и начальных данных.