สวัสดีครับ ครั้งนี้ผมจะพาทุกคนมาดูเทคนิคการ Simulation ที่จะช่วยให้การ Sim ของเราได้ผลลัพธ์ที่แม่นยำแถมประหยัดเวลามากขึ้นอีกด้วย เทคนิคนั้นก็คือ Adaptive Meshing หรือการปรับค่า Mesh แบบอัตโนมัติ โดยจะมีให้เลือกใช้อยู่ 2 วิธีคือ h-adaptive และ p-adaptive

• โดยที่ h-adaptive พูดอย่างง่ายๆคือ การให้โปรแกรมทำการปรับขนาด size ของ mesh ไปตาม stress distribution จุดไหนที่มีแรงกระทำมากๆ โปรแกรมจะปรับให้ mesh มีขนาดเล็กลงเพื่อเก็บรายละเอียดของผล
• ส่วน p-adaptive คือการเปลี่ยน order ของ mesh จาก 2nd ไปสูงสุดที่ 5th ส่งผลให้ขนาดของ mesh เท่าเดิม แต่เพิ่มจุดการส่งต่อสมการแทน

เรามาดูตัวอย่างกันนะครับ ผมจะใช้ชิ้นงานตัวอย่างชื่อ Bracket วัสดุ A304 แล้วตัดแบ่งครึ่ง

สร้าง Study แบบ Linear Static ใส่เงื่อนไข Fixed Geometry ด้านหลังชิ้นงาน ใส่แรงกดตรงบริเวณสีเหลือง 11000 N และใส่เงื่อนไข Symmetry หรือสมมาตรลงไปที่ผิวแบ่งชิ้นงาน ทำการ copy study เงื่อนไขนี้ออกมาอีก 2 เคส รวมทั้งหมดเป็น 3 เคส เปรียบเทียบกันคือ

• เคสไม่ใช้ Adaptive Mesh
• เคส h-adaptive
• เคส p-adaptive

เคสแรก ผมจะสร้าง mesh แบบ curvature-based mesh เป็น High Quality ใช้ขนาดปกติที่เป็นค่ากลาง ไม่มีการปรับอะไรเลย และนี่คือผลลัพธ์ที่ได้ ค่า Max VON Stress 216.5 MPa อยู่ที่บริเวณ Fillet

เคสสอง h-adaptive ผมจะสร้าง mesh แบบ curvature-based mesh เป็น High Quality เหมือนเดิม แต่เลื่อนตัวปรับขนาดไปทางซ้ายสุดที่ coarse เราจะให้ h-adaptive ทำการปรับขนาด mesh เองอัตโนมัติ คลิกขวาที่ชื่อ study ไปที่ properties เลือกแทป Adaptive ปรับแค่จำนวน Maximum no. of loops เป็น 5 (จำนวนการปรับขนาดให้เล็กลง ทำ 5 ครั้ง)

ผลลัพธ์ที่ได้ ค่า Max VON Stress 227.7 MPa อยู่ที่บริเวณ Fillet แต่เป็นฝั่งล่าง

เคสสาม p-adaptive สร้าง mesh แบบ curvature-based mesh เป็น High Quality เลื่อนตัวปรับขนาดไปทางซ้ายสุดที่ coarse เหมือนเคสสอง แต่เพิ่มตรงแทป Advanced ตรง Jacobian Points ปรับเป็น At Node เพื่อให้โปรแกรมทำการปรับจุดเชื่อมต่อสมการเองอัตโนมัติ ส่วนตรง properties เลือกเป็น p-adaptive ใส่ตัวเลข Maximum p-order เป็น 5 (จำนวน Order ที่ปรับได้สูงสุดที่ 5th)

ผลลัพธ์ที่ได้ ค่า Max VON Stress 228.8 MPa อยู่ที่บริเวณ Fillet ฝั่งล่าง

สรุปการทดสอบ Adaptive Meshing สามารถให้ผลลัพธ์ที่ใกล้เคียงกันทั้งสองแบบและคลาดเคลื่อนจากเคสแรกไม่เกิน 9% ตามตารางด้านล่าง โดยเคสที่ใช้ Adaptive Meshing จะให้ผลลัพธ์ที่สูง รัดกุมหรือ conservative มากกว่าแบบที่ไม่ใช้ แลกกับการคำนวณหลายครั้งของโปรแกรมซึ่งใช้เวลาเพิ่มขึ้นแต่ไม่มากนักและกับการตี mesh แบบหยาบตั้งแต่ต้น