Two Dimensional Finite Element Method
Remark & Comments-2

■要素形状■
要素形状は、連立方程式の解の精度を大きく左右します。要素形状と解析精度との関係は、ことわざの”風がふけば桶屋が儲かる”に近いものがあります。

まず、下図を見て下さい。最悪な要素は、要素番号4です。何故かと言うと、三角形の内角の1つが90度以上になっているからです。ちなみに最良は、要素1です。

では、何故、90度以上だと良くないかを検証してみましょう。
上の4つの要素に対し、[B]T[B]の計算を行ってみます。下に示す[B]T[B]の計算結果は、対角要素の最大値で割ってあります。

要素番号 [B]T[B] 説 明
1 最適な要素です。対角要素の値(絶対値)が大きい。
2 良い。しかし、対角要素と非対角要素の値(絶対値)が同じ行がある。
3 良くない。対角要素が、強くない。また、極端に小さい値がある。連立方程式を解くときに、トランケーションエラーを引き起こす
4 最悪です。1行と3行において、対角要素の(絶対値)値が非対角要素より小さい。連立方程式を解くときに、誤差を拡大してしまう。

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