FEM Simulation mit FreeCAD und GMSH

In diesem Forum Fragen und Diskussionen in Deutsch
Forum rules
Foren-Regeln und hilfreiche Informationen

WICHTIG: Bitte zuerst lesen, bevor Sie posten
Mantabit
Posts: 4
Joined: Thu Dec 20, 2018 3:36 pm

FEM Simulation mit FreeCAD und GMSH

Postby Mantabit » Mon Dec 24, 2018 1:45 pm

Hallo miteinander,

Ich setze mich seit Neuem mit FEM Simulationen auseinander, im Moment vor Allem für magnetostatische/elektrostatische Anwendungen. Ich habe bisher noch kaum Erfahrung mit den Open-Source Tools (FreeCAD, GMSH, Fenics) die man dafür benutzt und wollte daher fragen, ob mir jemand da weiter helfen könnte? Prinzipiell möchte ich die Situation simulieren, wie sie in fem_simulation_situation.png im Anhang dargestellt ist. Dargestellt ist im Wesentlichen ein "magnetischer Schaltkreis" bestehend aus Eisenelementen und einer Stromdichte, welche das Magnetfeld erzeugen sollte.

Ich zeichne also die Geometrie in FreeCAD und exportiere sie dann als .STEP file welches ich in GMSH öffne. Danach definiere ich 3 "Physical Groups" (eine für das Eisen, eine für die Luft, welche die Anordnung umgibt und eine für die Stromdichte). Danach erzeuge ich das Mesh (s. gmsh_net.png).

Das Problem ist nun, dass das MESH "falsch" (bzw. für meine Anwendung unbrauchbar) erzeugt wird. Ich habe den Eindruck, als würde GMSH jedes geometrische Objekt seperat meshen, aber die einzelnen Meshes der Objekte nicht miteinander verbinden. Wenn man z.B. tips.png anschaut sieht man, dass die beiden Kegel recht eng gemesht wurden, aber der Zwischenraum ist nur sehr grob gemesht. Zudem scheinen die Meshes der beiden Zylinder und das Mesh der Luft nicht miteinander verbunden zu sein.

Hat jemand eine Idee, wie ich hier das Mesh erzeugen kann (entweder in FreeCAD oder GMSH)?
Attachments
yoke_simulation.fcstd
(17.18 KiB) Downloaded 8 times
yoke_simulation.step
(97.22 KiB) Downloaded 7 times
tips.png
tips.png (406.36 KiB) Viewed 392 times
gmsh_net.png
gmsh_net.png (917.23 KiB) Viewed 392 times
fem_simulation_situation.png
fem_simulation_situation.png (45.2 KiB) Viewed 392 times
Christoph
Posts: 52
Joined: Fri Jul 08, 2016 9:02 pm

Re: FEM Simulation mit FreeCAD und GMSH

Postby Christoph » Mon Dec 24, 2018 6:48 pm

Hallo Mantabit,

soweit ich die Frage verstehe, soll ein Netz für eine Multi-Material Analyse erstellt werden. Das ist sowohl über die Gmsh-Vernetzung in der FEM Workbench von FreeCAD möglich als auch über Gmsh alleine. Ich empfehle folgendes Tutorial der FreeCAD-Dokumentation durchzuarbeiten, dort sehen sie die notwendige Vorbereitung der Geometrie usw. für die Erzeugung eines durchlaufendes Netz über Materialgrenzen hinweg:

https://www.freecadweb.org/wiki/FEM_She ... site_Block

Vorsicht Eigenwerbung: Hier wird das Prozedere ebenfalls gezeigt:

https://www.youtube.com/watch?v=T-ggqH3tXHs

Zuletzt empfehle ich, die Symmetrie der Geometrie zu nutzen um den Rechenaufwand zu halbieren!
thschrader
Posts: 1419
Joined: Sat May 20, 2017 12:06 pm
Location: Germany

Re: FEM Simulation mit FreeCAD und GMSH

Postby thschrader » Tue Dec 25, 2018 11:11 am

Hi Mantabit,
von E-Technik hab ich keine Ahnung, aber für dich wäre wohl
der elmer-solver das richtige.
https://sourceforge.net/projects/elmerfem/
Der kann auch über die FC-FEM workbench angesteuert werden, siehe
https://forum.freecadweb.org/viewtopic.php?t=28607