MeshFree|NAFEMS基准

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摘要

NAFEMS是20世纪70年代末成立的机构，旨在解决有限元分析在工业应用中的准确性问题。MeshFree是一款设计师软件，采用隐式边界方法允许用户在不定义离散域的情况下进行模拟分析。NAFEMS通过8个基准案例验证了MeshFree的易用性、速度和精度，结果显示MeshFree在64位操作系统下分配最大内存，结果与目标值匹配，尤其适用于薄壁和柔性构件的分析。MeshFree以其易用性、快速运行和准确的设计指导能力，成为快速方案比选和设计决策支持的理想工具。

正文

NAFEMS

National Agency for Finite Element Methods and Standards

20世纪70年代末和80年代初，随着计算能力的普及，越来越多的工业开始使用有限元分析技术来解决实际的工程问题。然而，人们相当担心的是，为了有效利用结果，需要验证方法和软件实现的准确性。

经过工业界和学术界的广泛游说，英国政府贸易UK Government's Department 和工业部Trade and Industry(DTI)在位于苏格兰东基尔布赖德 East Kilbride, Scotland,的国家工程实验室National Engineering Laboratory（NEL）内设立并资助了一个项目，以调查这些问题。

工程界主要关注应力分析代码的准确性，这些代码主要基于有限元方法。最初的工作集中在制定标准的“基准Benchmarks”上，可以根据这些标准对代码进行测试。NAFEMS公布了各种代码的基准测试结果，软件行业迅速做出反应，采用这些测试作为改进和验证代码准确性的方法。如今，大多数主要供应商通常将NAFEMS基准作为其精度控制过程的一部分。

MeshFree在发布会，受到了NAFEMS的关注，对其进行了测评

面向设计师的软件

-它准确吗？

市场在选择分析工具时，会从采购成本、易用度、速度、精度等多维度上进行综合考虑，本文将通过8个基准案例来验证MeshFree的适用性

这个工具不是通用有限元软件的替代品，为了得到可靠的结果，对于一些设计师，要将分析外包给一些咨询公司，有没有可以帮助设计师决策的工具

1.易于使用-几乎不需要专业知识

2.快速运行-这意味着解决方案需要在喝一杯咖啡的时间内运行，并且不需要数小时的预处理来清理几何结构，以便工具可以使用。

3.足够准确，可以指导设计的方向。该工具不需要能够达到使用通用分析软件所能达到的精度水平。

MeshFree被称为“无网格划分”，用户可以在不定义或审查离散域的情况下执行整个模拟分析过程。

MeshFree原理-隐式边界方法的概念，这种方法将构件的几何形状嵌入到一个更大的、规则形状的计算域中，该计算域使用non-conforming grid进行离散。简单地说，MeshFree将模型几何体放在一个规则形状的域中，然后将这个更大的域分解为一个规则单元的3D阵列，这些单元与正在分析的构件的边界不对齐。与构件边界相交的单元受到专有的自适应数值积分方案的约束，该方案优化了任意形状的感兴趣域的正交点的数量。