Capitolo 3 – Geometria e mesh

La scheda Geometry dell’albero del modello presenta due contenitori principali: Parts e Mesh Setup. Il primo contiene tutte le parti del modello; facendo clic con il pulsante destro sulla parte sono disponibili le seguenti opzioni:

• Edit – consente di modificare il nome e il colore della parte (accessibile anche con un doppio clic sulla parte).
• Query – attiva lo strumento Query.
• Preview Edge Mesh – visualizza i punti che rappresentano i nodi della mesh che sarà generata (in questo modo è possibile stabilire, prima di generarla, se la dimensione della mesh è sufficiente).
• Create Mesh – avvia il generatore di mesh e crea la mesh a elementi finiti per la parte.
• Copy Geometry to Results – consente di visualizzare le parti geometriche in post-elaborazione.
• Hide/Show/Show Only – opzioni per nascondere e mostrare la parte selezionata; la barra spaziatrice può essere usata anch’essa per nascondere e mostrare parti e altri oggetti.
• Set Color/Reset Color/Set Transparency – impostazione del colore e della trasparenza della parte.
• Delete – elimina la parte selezionata.

Menu Geometry

Il menu Geometry contiene le seguenti opzioni:

• Part – opzioni generali sulla geometria della parte:
  • Edit: Name, Part type, Mesh, Appearance,
  • Transform,
    • Scale.
  • Copy Geometry to Results,
  • Hide/Show/Show Only,
  • Set Color/Reset Color/Set Transparency,
  • Delete.

• CAD Part – opzioni sulla geometria di una parte CAD:
  • Flip Face Normal – inverte l’orientamento della faccia del guscio,
  • Split a Face Using Two Points – divide una faccia mediante proiezione utilizzando due punti selezionati.

• Stl Part – opzioni sulla geometria di una parte STL:
  • Find Model Edges by Angle – individua i bordi del modello (delle funzioni) che soddisfano il criterio angolare specificato,
  • Flip Part Face Normals – inverte l’orientamento delle superfici,
  • Smooth Part – applica una levigatura alla parte STL.
  • Delete Part Faces – elimina le facce selezionate.

• Create Compound Part – unisce due o più parti in un’unica parte (corpo).
• Regenerate Compound Part – rigenera una parte composta.
• Swap Part Geometries – scambia le geometrie tra due parti.
• Analyze – verifica la geometria per quanto riguarda:
  • Bordi più corti di [valore specificato],
  • Bordi più vicini di [valore specificato], – Facce più piccole di [valore specificato],
  • Vertici con angolo [valore specificato].

Menu Mesh

Il menu Mesh contiene le seguenti opzioni:

• Mesh Setup Item: Create, Edit, Duplicate, Delete – impostazioni per il generatore di mesh
• Preview Edge Mesh
• Create Mesh

È possibile creare le seguenti voci di impostazione della mesh:

• Meshing parameters – impostazioni globali di generazione della mesh:
  • Data
    • Name
    • Mesh settings: Basic, Advanced
  • Mesh size
    • Mesh size definition: Absolute, Relative,
    • Dimensione massima dell’elemento (per Absolute) o fattore massimo dell’elemento (per Relative),
    • Dimensione minima dell’elemento (per Absolute) o fattore minimo dell’elemento (per Relative),
    • Grading: 0 – mesh uniforme, 1 – infittimento locale aggressivo,
    • Elements per edge – numero di elementi per bordo della geometria,
    • Elements per curvature – numero di elementi per raggio di curvatura.
  • Mesh optimization
    • Optimize steps 2D – numero di passaggi di ottimizzazione da usare per la mesh 2D,
    • Optimize steps 3D – numero di passaggi di ottimizzazione da usare per la mesh 3D.
  • Mesh type
    • Second order: Yes/No,
    • Mid-side nodes on geometry – proietta i nodi di metà lato sulla geometria, opzioni: Yes/No,
    • Quad-dominated mesh: Yes/No (solo per parti shell e 2D).
  • Mesh operations
    • Split compound mesh: Yes/No (separa la mesh di una parte composta in mesh di parti non connesse),
    • Merge compound parts: Yes/No (unisce la mesh di una parte composta in un’unica parte mesh).
• Mesh Refinement – impostazioni per l’infittimento locale della mesh:
  • Name
  • Element size
• Shell Gmsh:
  • Name,
  • 2D meshing algorithm: MeshAdapt, Automatic, Initial mesh only, Delaunay, Frontal-Delaunay, Frontal-Delaunay for quads, Packing of parallelograms, Quasi-structured quad,
  • Recombine algorithm: None, Simple, Blossom, Simple full-quad, Blossom full-quad,
  • Transfinite 3-sided faces: Yes/No,
  • Transfinite 4-sided faces: Yes/No,
  • Mesh optimization:
    • First order elements: None, Laplace 2D, Relocate 2D, Quasi-structured quad.
• Thicken Shell Mesh – può essere usato per creare mesh estruse basate sull’algoritmo 2D quasi-structured quad, non supportato dalla funzione Extrude Mesh:
  • Name,
  • Thickness,
  • Number of layers,
  • Offset,
  • Keep model edges: Yes/No.
• Tetrahedral Gmsh:
  • Name,
  • 2D meshing algorithm: MeshAdapt, Automatic, Initial mesh only, Delaunay, Frontal-Delaunay,
  • Frontal-Delaunay for quads, Packing of parallelograms, Quasi-structured quad,
  • 3D meshing algorithm: Delaunay, Initial mesh only, Frontal, MMG3D, R-tree, HXT,
  • Transfinite 3-sided faces: Yes/No,
  • Transfinite 4-sided faces: Yes/No,
  • Experimental For Pyramids:
    • Recombine algorithm: None, Simple, Blossom, Simple full-quad, Blossom full-quad.
  • Mesh optimization:
  • First order elements: None, Gmsh, Netgen, Relocate 3D,
  • Second order elements: None, High order, High order elastic, High order fast curving
• Transfinite Mesh
  • Name,
  • Recombine: Yes/No,
  • Experimental For Pyramids:
    • Allow pyramid elements: No/Yes.
• Extrude Mesh – estende la mesh superficiale (con anteprima disponibile) creata su una faccia di base selezionata nella direzione rilevata automaticamente (indicata da una freccia rosa):
  • Name,
  • 2D meshing algorithm: MeshAdapt, Automatic, Initial mesh only, Delaunay, Frontal-Delaunay, Frontal-Delaunay for quads, Packing of parallelograms, Quasi-structured quad,
  • Recombine algorithm: None, Simple, Blossom, Simple full-quad, Blossom full-quad,
  • Transfinite 3-sided faces: Yes/No,
  • Transfinite 4-sided faces: Yes/No,
  • Element size in feature direction:
    • Defined by: Scale factor, Number of elements, Multi-layered
    • Scale factor \ Number of elements \ Relative layer sizes, Elements per layer
• Revolve Mesh – ruota la mesh superficiale (con anteprima disponibile) creata su una faccia di base selezionata nella direzione rilevata automaticamente (indicata da una freccia rosa con doppia punta):
  • 2D meshing algorithm: MeshAdapt, Automatic, Initial mesh only, Delaunay, Frontal-Delaunay Frontal-Delaunay for quads, Packing of parallelograms, Quasi-structured quad,
  • Recombine algorithm: None, Simple, Blossom, Simple full-quad, Blossom full-quad,
  • Transfinite 3-sided faces: Yes/No,
  • Transfinite 4-sided faces: Yes/No,
  • Element size in feature direction:
    • Defined by: Scale factor, Number of elements, Multi-layered
    • Scale factor \ Number of elements \ Relative layer sizes, Elements per layer

La specifica della dimensione relativa della mesh è stata introdotta per i casi in cui la mesh deve essere più fitta solo per le parti selezionate dell’assieme e tali parti hanno dimensioni diverse, per cui non è semplice ottenere questo risultato con un’unica impostazione assoluta. Le impostazioni relative consentono, in questi casi, di creare mesh ugualmente più fitte su tutte le parti.

L’opzione Mesh refinement può essere usata per i controlli locali della mesh. È possibile selezionare una superficie, un bordo o un vertice e specificare la dimensione locale della mesh. L’infittimento della mesh può essere visualizzato in anteprima prima di generare la mesh.

Le mesh esaedriche possono essere create con tre tipi di mesh di Gmsh: Transfinite, Extruded e Revolved. Valgono le seguenti regole:

• Le mesh esaedriche non vengono mai generate per impostazione predefinita; la ricombinazione (dei triangoli in quadrilateri) è sempre necessaria.
• Per le mesh Extruded e Revolved, l’algoritmo transfinito può essere usato per ottenere mesh più strutturate.
• La generazione di mesh Extruded e Revolved non può essere applicata alle parti composte; si devono quindi usare partizioni della faccia di base anziché partizioni del volume. Tali porzioni della faccia di base devono essere selezionate tutte insieme, ad esempio con la modalità di selezione Surface angle.
• La generazione di mesh Extruded e Revolved richiede facce con 3 o 4 bordi per poter utilizzare l’algoritmo transfinito.
• La generazione di mesh transfinite può essere applicata alle parti composte, pertanto si raccomandano le partizioni del volume.
• La generazione di mesh transfinite richiede volumi con 5 o 6 facce. Tali facce devono avere 3 o 4 bordi ciascuna.