MÉTODOS DE GENERACIÓN DE MALLA

Transcripción

1 EJEMPLO DE GENERACIÓN DE MALLA MÉTODOS DE GENERACIÓN DE MALLA El objetivo de este ejemplo es mallar una pieza utilizando las distintas opciones que GiD ofrece para el control del tipo de elemento en mallas estructuradas y no estructuradas. En la explicación del ejemplo se desarrollan los distintos métodos de generación de malla: 1. Generación de malla usando tetraedros 2. Generación de malla usando puntos 3. Generación de malla usando cuadriláteros 4. Generación de mallas estructuradas en superficies y volúmenes 5. Generación de malla usando elementos cuadráticos 47

2 TABLA DE CONTENIDOS 1. INTRODUCCIÓN LECTURA DEL FICHERO INICIAL GENERACIÓN DE MALLA TIPOS DE MALLA GENERACIÓN DE MALLA CON OPCIONES POR DEFECTO GENERACIÓN DE MALLA USANDO PUNTOS GENERACIÓN DE MALLA USANDO CUADRILÁTEROS GENERACIÓN DE MALLAS ESTRUCTURADAS (SUPERFICIES) GENERACIÓN DE MALLAS ESTRUCTURADAS (VOLÚMENES) CONCENTRACIÓN DE ELEMENTOS EN MALLAS ESTRUCTURADAS GENERACIÓN DE MALLA USANDO ELEMENTOS CUADRÁTICOS

3 1. INTRODUCCIÓN Para realizar este ejemplo se parte de un fichero llamado ToMesh2.gid. Este fichero contiene una geometría que se mallará con distintos tipos de elementos Lectura del fichero inicial 1. En el menú Files escoja la opción Read. Seleccione el fichero ToMesh2.gid y pulse en Open. 2. Aparece la geometría en la pantalla. Se trata de un conjunto de superficies y de un volumen en forma de cubo. Escoja la opción Render Flat lighting del menú del mouse Escoja la opción Rotate Trackball del menú del mouse (también en el Toolbox). Realice algunos cambios de perspectiva hasta hacerse una idea de la geometría del problema. Contenido del fichero ToMesh2.gid. 4. Vuelva a la visualización normal con Render Normal, pues le resultará más cómoda para trabajar. 1 El menú del mouse se obtiene haciendo un click en el botón derecho del mismo. 49

4 2. GENERACIÓN DE MALLA TIPOS DE MALLA En GiD, la generación de malla se puede realizar de distintas formas dependiendo de las necesidades de cada proyecto. Se pueden diferenciar dos grandes tipos de mallas: las estructuradas y las no estructuradas i. Para cada una de ellas se pueden utilizar distintos tipos de elementos. Se verán las posibles combinaciones que GiD ofrece para la generación de malla Generación de malla con opciones por defecto 1. Escoja la opción Meshing Generate. 2. Aparecerá una ventana donde debe introducir el tamaño máximo de los elementos de la malla que se va a generar. Deje el valor que GiD da por defecto y pulse OK. 3. Una ventana muestra el progreso en la generación de la malla. Una vez concluido, aparece una ventana con información sobre la malla que se ha generado. Pulse en OK para visualizarla. Generación de malla con opciones por defecto. 4. Se ha obtenido la malla de la figura. Hay varias superficies y un volumen. La generación de mallas no estructuradas asigna, por defecto, triángulos en las superficies y tetraedros en los volúmenes. 50

5 2.2. Generación de malla usando puntos 1. Escoja la opción Meshing Element type Only points. Seleccione el volumen del cubo y pulse ESC Escoja la opción Meshing Generate. 3. Aparecerá una ventana preguntando si desea eliminar la malla anterior. Pulse en Yes. 4. Aparece la ventana para introducir el tamaño máximo de los elementos. Deje el valor por defecto y pulse OK. Obtendrá la figura. Generación de malla de un volumen con puntos. 5. Ahora el volumen del cubo está mallado utilizando solamente los nodos generados. Nota: la generación de puntos, actualmente sólo está accesible en la versión de GiD para Windows. 2 Pulsar ESC en el teclado es equivalente a pulsar el botón central del mouse. 51

6 2.3. Generación de malla usando cuadriláteros. 1. Escoja la opción Meshing Element type Quadrilateral. Seleccione la superficie E. Superficie a seleccionar para generar cuadriláteros 2. Escoja la opción Meshing Generate. 3. Aparecerá una ventana preguntando si desea eliminar la malla anterior. Pulse en Yes. 4. Aparece la ventana para introducir el tamaño máximo de los elementos. Deje el valor que GiD da por defecto y pulse OK. Obtendrá este malla: Malla no estructurada generada con cuadriláteros. 52

7 5. La superficie se ha mallado con elementos de cuatro lados (cuadriláteros) formando una malla no estructurada. 53

8 2.4. Generación de mallas estructuradas (superficies) 1. Para mallar superficies con una malla estructurada escoja la opción Meshing Structured Surfaces. 2. Seleccione todas las superficies de la capa top_surfaces y pulse ESC. 3. Aparece una ventana donde se debe introducir el número de divisiones que tendrán las líneas que a continuación se deberán seleccionar. Introduzca un Seleccione las líneas que definen el contorno de las superficies. 3 Pulse ESC. 5. Vuelve a aparecer una ventana en la que debe introducir el número de divisiones para otras líneas. En nuestro caso, ya se han definido todas las líneas con el mismo número de divisiones. Pulse Cancel. NOTA: Las aristas de las superficies con malla no estructurada de cuadriláteros deben tener un número par de divisiones. Esto se cumple automáticamente excepto si estas superficies comparten aristas con superficies de malla estructurada con un número de divisiones definido por el usuario. Por esta razón en este ejemplo se crea la malla estructurada con 4 divisiones por arista. Si en vez de 4 se escogiera un número impar, no se conseguiría mallar las superficies. 6. Escoja la opción Meshing Generate. 7. Aparecerá una ventana preguntando si desea eliminar la malla anterior. Pulse en Yes. 8. Aparece la ventana para introducir el tamaño máximo de los elementos. Deje el valor que GiD da por defecto y pulse OK. Obtendrá la siguente figura: 3 Después de la selección de una línea, GID automáticamente selecciona todas sus paralelas. 54

9 Malla estructurada de cuadriláteros sobre superficies. 9. Escoja la opción Meshing Element type Triangle. Seleccione la superficie A. Pulse ESC. Superficie a seleccionar 10. Escoja la opción Meshing Generate. 11. Aparecerá una ventana preguntando si desea eliminar la malla anterior. Pulse en Yes. 12. Aparece la ventana para introducir el tamaño máximo de los elementos. Deje el valor que GiD da por defecto y pulse OK. 55

10 Malla estructurada de cuadriláteros y triángulos sobre superficies. 13. Se han mallado superficies con mallas estructuradas. GiD automáticamente genera las mallas estructuradas con cuadriláteros, aunque hemos visto que también se pueden asignar triángulos. 56

11 2.5. Generación de mallas estructuradas (volúmenes) 1. Para mallar volúmenes con una malla estructurada escoja la opción Meshing Structured Volumes. 2. Seleccione el volumen del cubo y pulse ESC. 3. Aparece una ventana donde se debe introducir el número de divisiones que tendrán las líneas que a continuación se seleccionarán. Introduzca un Seleccione las líneas del volumen del cubo paralelas a los ejes X y Z. GiD automáticamente selecciona todas las líneas paralelas a éstas, ya que se creará una malla estructurada. Pulse ESC. 5. Vuelve a aparecer una ventana donde debe introducir el número de divisiones de las líneas. Se han dividido las dos primeras líneas en 4 trozos. Divida las líneas paralelas al eje Y en 10 trozos. Introduzca un 10 y pulse OK. 6. Seleccione una arista del cubo paralela al eje Y y pulse ESC. Volverá a aparecer la ventana de división de líneas; como ya ha acabado con las asignaciones pulse Cancel. 7. GiD solamente genera mallas estructuradas de volúmenes con hexaedros. Asegúrese de que el cubo se malla con hexaedros escogiendo la opción Meshing Element type Hexaedra y seleccionando el volumen del cubo. 8. Escoja la opción Meshing Generate. 9. Aparecerá una ventana preguntando si desea eliminar la malla anterior. Pulse en Yes. 10. Aparece la ventana para introducir el tamaño máximo de los elementos. Deje el valor que GiD da por defecto y pulse OK. Malla estructurada en volúmenes y superficies. 57

12 2.6. Concentración de elementos en mallas estructuradas 1. Escoja la opción Meshing Structured Concentrate elements. 2. Seleccione alguna línea paralela al eje Y de las superficies que tienen malla estructurada con cuadriláteros. Pulse ESC. 3. Aparece una ventana donde debe introducir un valor para la concentración de elementos. Los valores positivos concentran los elementos al final de la línea y los negativos al principio. Introduzca un Escoja la opción Meshing Generate. 5. Aparecerá una ventana preguntando si desea eliminar la malla anterior. Pulse en Yes. 6. Aparece la ventana para introducir el tamaño máximo de los elementos. Deje el valor que GiD da por defecto y obtendrá lo siguient. Concentración de elementos en la parte superior de la línea. 7. Los elementos se han concentrado en la parte superior de la línea. 58

13 2.7. Generación de malla usando elementos cuadráticos 1. Escoja la opción Zoom In del menú del mouse (también en el Toolbox de GiD) y amplíe la esquina que forma el cubo con las dos superficies superiores. 2. Escoja la opción Label All in Points. Obtendrá: Cada número es el identificador de un nodo. Hay un nodo en cada vértice. 3. Aparecen en la pantalla los identificadores de los nodos que se han creado en la generación de malla del modelo. Hay uno por cada vértice de cada elemento. 4. Escoja la opción Meshing Quadratic elements Quadratic. 5. Escoja la opción Meshing Generate. 6. Aparecerá una ventana preguntando si desea eliminar la malla anterior. Pulse en Yes. 7. Aparece la ventana para introducir el tamaño máximo de los elementos. Deje el valor que GiD da por defecto y pulse OK. 8. Una vez terminada la generación de malla, escoja la opción Label All in Points. Ahora no solamente se han creado nodos en los vértices, 59

14 sino también en el punto medio de las aristas de los elementos. Cada número es el identificador de un nodo. Hay un nodo en cada vértice y en el punto medio de cada arista. 9. Escoja la opción Meshing Quadratic elements Quadratic Escoja la opción Meshing Generate. 11. Aparecerá una ventana preguntando si desea eliminar la malla anterior. Pulse en Yes. 12. Aparece la ventana para introducir el tamaño máximo de los elementos. Deje el valor por defecto. 13. Escoja la opción Label All in Points. 14. Observe que en los elementos de cuatro lados hay también un nodo en su centro, además de los de las aristas y vértices. 60

15 Cada número es el identificador de un nodo. Hay un nodo en cada vértice, en el punto medio de cada arista y en el centro de los cuadriláteros. NOTA: Por defecto, GiD malla con elementos de grado lineal. Para saber en qué modo GiD está trabajando, escoja la opción Meshing Quadratic elements Info. i La malla estructurada es aquella en la que cada nodo está conectado a un número constante de elementos. 61