Handbuch / Kapitel 3 – Geometrie & Vernetzung

Kapitel 3 – Geometrie & Netz

Parts und Mesh Setup: was das Kontextmenü eines Parts bietet und was die Menüs Geometrie und Netz tun.

MANUAL CH. 42 ABSCHNITTE8 MIN. LESEZEITAKTUALISIERT 2025-10-20

Die Registerkarte Geometry des Modellbaums enthält zwei Hauptcontainer – Parts und Mesh Setup. Der erste speichert alle Bauteile des Modells. Ein Rechtsklick auf das Bauteil bietet folgende Optionen:

Bearbeiten – erlaubt das Ändern von Name und Farbe des Bauteils (auch per Doppelklick auf das Bauteil erreichbar).
Abfrage – aktiviert das Abfragewerkzeug.
Kanten-Vorschaunetz – zeigt Punkte, die die Knoten des zu erzeugenden Netzes darstellen (so lässt sich vor der Erzeugung feststellen, ob die Netzgröße ausreichend ist).
Netz erzeugen – startet den Vernetzer und erzeugt das Finite-Elemente-Netz für das Bauteil.
Geometrie in Ergebnisse kopieren – erlaubt die Anzeige von Geometrieteilen im Post-Processing.
Ausblenden/Einblenden/Nur anzeigen – Optionen zum Aus- und Einblenden des ausgewählten Bauteils; die Leertaste kann ebenfalls zum Aus- und Einblenden von Bauteilen und anderen Objekten verwendet werden.
Farbe setzen/Farbe zurücksetzen/Transparenz setzen – Festlegen von Farbe und Transparenz des Bauteils.
Löschen – löscht das ausgewählte Bauteil.

Das Menü Geometrie enthält die folgenden Optionen:

Bauteil – allgemeine Optionen für die Bauteilgeometrie:
- Bearbeiten: Name, Bauteiltyp, Netz, Darstellung,
- Transformieren,
  - Skalieren.
- Geometrie in Ergebnisse kopieren,
- Ausblenden/Einblenden/Nur anzeigen,
- Farbe setzen/Farbe zurücksetzen/Transparenz setzen,
- Löschen.

CAD-Bauteil – Optionen für die CAD-Bauteilgeometrie:
- Flächennormale umkehren – kehrt die Ausrichtung der Schalenfläche um,
- Fläche mit zwei Punkten teilen – teilt eine Fläche durch Projektion unter Verwendung zweier ausgewählter Punkte.

STL-Bauteil – Optionen für die STL-Bauteilgeometrie:
- Modellkanten nach Winkel finden – findet die Modellkanten (Elementkanten), die das angegebene Winkelkriterium erfüllen,
- Flächennormalen des Bauteils umkehren – kehrt die Ausrichtung der Flächen um,
- Bauteil glätten – wendet eine Glättung auf das STL-Bauteil an.
- Bauteilflächen löschen – löscht die ausgewählten Flächen.

Verbundbauteil erstellen – führt zwei oder mehr Bauteile zu einem Bauteil (Körper) zusammen.
Verbundbauteil neu aufbauen – baut ein Verbundbauteil neu auf.
Bauteilgeometrien tauschen – tauscht die Geometrien zweier Bauteile.
Analysieren – prüft die Geometrie auf Folgendes:
- Kanten kürzer als [angegebener Wert],
- Kanten näher als [angegebener Wert], – Flächen kleiner als [angegebener Wert],
- Knotenpunkte mit Winkel [angegebener Wert].

Das Menü Netz enthält die folgenden Optionen:

Vernetzungselement: Erstellen, Bearbeiten, Duplizieren, Löschen – Einstellungen für den Vernetzer
Kanten-Vorschaunetz
Netz erzeugen

Folgende Vernetzungselemente können erstellt werden:

Vernetzungsparameter – globale Vernetzungseinstellungen:
- Daten
  - Name
  - Netzeinstellungen: Einfach, Erweitert
- Netzgröße
  - Definition der Netzgröße: Absolut, Relativ,
  - Maximale Elementgröße (bei Absolut) oder maximaler Elementfaktor (bei Relativ),
  - Minimale Elementgröße (bei Absolut) oder minimaler Elementfaktor (bei Relativ),
  - Abstufung: 0 – gleichmäßiges Netz, 1 – aggressive lokale Abstufung,
  - Elemente pro Kante – Anzahl der Elemente pro Geometriekante,
  - Elemente pro Krümmung – Anzahl der Elemente pro Krümmungsradius.
- Netzoptimierung
  - Optimierungsschritte 2D – Anzahl der Optimierungsschritte für das 2D-Netz,
  - Optimierungsschritte 3D – Anzahl der Optimierungsschritte für das 3D-Netz.
- Netztyp
  - Zweite Ordnung: Ja/Nein,
  - Seitenmittenknoten auf Geometrie – projiziert die Seitenmittenknoten auf die Geometrie; Optionen: Ja/Nein,
  - Viereckbetontes Netz: Ja/Nein (nur für Schalen- und 2D-Bauteile).
- Netzoperationen
  - Verbundnetz aufteilen: Ja/Nein (teilt das Netz eines Verbundbauteils in unverbundene Bauteilnetze auf),
  - Verbundbauteile zusammenführen: Ja/Nein (führt die Netze von Verbundbauteilen zu einem einzigen Netzteil zusammen).
Netzverfeinerung – Einstellungen für die lokale Netzverfeinerung:
- Name
- Elementgröße
Schale Gmsh:
- Name,
- 2D-Vernetzungsalgorithmus: MeshAdapt, Automatic, Initial mesh only, Delaunay, Frontal-Delaunay, Frontal-Delaunay for quads, Packing of parallelograms, Quasi-structured quad,
- Rekombinationsalgorithmus: None, Simple, Blossom, Simple full-quad, Blossom full-quad,
- Transfinite 3-seitige Flächen: Ja/Nein,
- Transfinite 4-seitige Flächen: Ja/Nein,
- Netzoptimierung:
  - Elemente erster Ordnung: None, Laplace 2D, Relocate 2D, Quasi-structured quad.
Schalennetz verdicken – kann zum Erzeugen extrudierter Netze auf Basis des 2D-Algorithmus Quasi-structured quad verwendet werden, der von der Funktion Netz extrudieren nicht unterstützt wird:
- Name,
- Dicke,
- Anzahl der Schichten,
- Versatz,
- Modellkanten beibehalten: Ja/Nein.
Tetraeder Gmsh:
- Name,
- 2D-Vernetzungsalgorithmus: MeshAdapt, Automatic, Initial mesh only, Delaunay, Frontal-Delaunay,
- Frontal-Delaunay for quads, Packing of parallelograms, Quasi-structured quad,
- 3D-Vernetzungsalgorithmus: Delaunay, Initial mesh only, Frontal, MMG3D, R-tree, HXT,
- Transfinite 3-seitige Flächen: Ja/Nein,
- Transfinite 4-seitige Flächen: Ja/Nein,
- Experimentell für Pyramiden:
  - Rekombinationsalgorithmus: None, Simple, Blossom, Simple full-quad, Blossom full-quad.
- Netzoptimierung:
- Elemente erster Ordnung: None, Gmsh, Netgen, Relocate 3D,
- Elemente zweiter Ordnung: None, High order, High order elastic, High order fast curving
Transformationsnetz
- Name,
- Rekombination: Ja/Nein,
- Experimentell für Pyramiden:
  - Pyramidenelemente zulassen: Nein/Ja.
Netz extrudieren – extrudiert das Oberflächennetz (Vorschau möglich), das auf einer ausgewählten Grundfläche erzeugt wurde, in automatisch erkannter Richtung (durch einen rosa Pfeil dargestellt):
- Name,
- 2D-Vernetzungsalgorithmus: MeshAdapt, Automatic, Initial mesh only, Delaunay, Frontal-Delaunay, Frontal-Delaunay for quads, Packing of parallelograms, Quasi-structured quad,
- Rekombinationsalgorithmus: None, Simple, Blossom, Simple full-quad, Blossom full-quad,
- Transfinite 3-seitige Flächen: Ja/Nein,
- Transfinite 4-seitige Flächen: Ja/Nein,
- Elementgröße in Elementrichtung:
  - Definiert durch: Maßstab, Anzahl der Elemente, Mehrschichtig
  - Maßstab \ Anzahl der Elemente \ Relative Schichtgrößen, Elemente pro Schicht
Netz rotieren – rotiert das Oberflächennetz (Vorschau möglich), das auf einer ausgewählten Grundfläche erzeugt wurde, in automatisch erkannter Richtung (durch einen rosa Pfeil mit doppelter Pfeilspitze dargestellt):
- 2D-Vernetzungsalgorithmus: MeshAdapt, Automatic, Initial mesh only, Delaunay, Frontal-Delaunay Frontal-Delaunay for quads, Packing of parallelograms, Quasi-structured quad,
- Rekombinationsalgorithmus: None, Simple, Blossom, Simple full-quad, Blossom full-quad,
- Transfinite 3-seitige Flächen: Ja/Nein,
- Transfinite 4-seitige Flächen: Ja/Nein,
- Elementgröße in Elementrichtung:
  - Definiert durch: Maßstab, Anzahl der Elemente, Mehrschichtig
  - Maßstab \ Anzahl der Elemente \ Relative Schichtgrößen, Elemente pro Schicht

Die relative Angabe der Netzgröße wurde für Fälle eingeführt, in denen das Netz nur für ausgewählte Bauteile einer Baugruppe dichter sein soll und diese Bauteile unterschiedlich groß sind, sodass sich dies mit einer einzelnen absoluten Einstellung nicht einfach erreichen lässt. Relative Einstellungen ermöglichen in solchen Fällen gleichmäßig dichtere Netze auf allen Bauteilen.

Die Option Netzverfeinerung dient der lokalen Netzsteuerung. Es kann eine Fläche, eine Kante oder ein Knotenpunkt ausgewählt und eine lokale Netzgröße angegeben werden. Die Netzverfeinerung lässt sich vor der Netzerzeugung in der Vorschau prüfen.

Hexaeder-Netze können mit drei Gmsh-Netztypen erzeugt werden: Transfinite, Extrudiert und Rotiert. Es gelten folgende Regeln:

Hexaeder-Netze werden nie standardmäßig erzeugt; eine Rekombination (von Dreiecken zu Vierecken) ist immer erforderlich.
Bei extrudierten und rotierten Netzen kann der transfinite Algorithmus verwendet werden, um strukturiertere Netze zu erhalten.
Extrudierte und rotierte Vernetzung kann nicht auf Verbundbauteile angewendet werden; daher sollten Unterteilungen der Grundflächen statt Volumenunterteilungen verwendet werden. Diese Teilflächen der Grundfläche sollten auf einmal ausgewählt werden, zum Beispiel mit dem Auswahlmodus Flächenwinkel.
Extrudierte und rotierte Vernetzung erfordert Flächen mit 3 oder 4 Kanten, um den transfiniten Algorithmus nutzen zu können.
Transfinite Vernetzung kann auf Verbundbauteile angewendet werden, daher werden Volumenunterteilungen empfohlen.
Transfinite Vernetzung erfordert Volumen mit 5 oder 6 Flächen. Diese Flächen sollten jeweils 3 oder 4 Kanten haben.