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Re: [問題] "CAE"請問大家會這樣子做"收斂分析"嗎?

看板Cad_Cae (電腦輔助設計)作者時間10年前 (2014/04/26 23:56), 編輯推噓47(47推 0噓 176→)
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※ 引述《candy88257 (阿泰斯)》之銘言： : 要找頻率在1MHz附近共100個特徵頻率 : 於是先用網格A，跑出一組特徵頻率後(共100個) : 再把網格弄細一點，變成網格B，並跑出一組特徵頻率(共100個) : 一直重複網格C、網格D...... : 直到最後兩個網格跑出來的兩組特徵頻率裡，每個特徵頻率誤差都在許可範圍內，就代表 : 收斂了 : 例: : 網格H 特徵頻率: 0.51、0.71、0.91、1、1.01、1.21 MHz : 網格I 特徵頻率: 0.5、0.7、0.9、1.01、1.011、1.2 MHz : 兩組特徵頻率的誤差(上減下): 0.01、0.01、0.01、-0.01、-0.001、0.01 MHz : 有人會這樣做收斂分析嗎? 　　把兩篇文章的問題一起回，我盡可能回得易懂一點，如果 還有問題那可以再問。 　　Q1.自由度多寡和物理量有沒有關係？ A1.先解釋一下什麼是自由度，自由度代表節點本身未受拘 束的物理量，以solid element來說，他本身的string function的獨立變數是位移，而3D空間中，一個節度在 完全無拘束的情況下應該會有6個自由度(u_x, u_y, u_z, w_x, w_y, w_z)，那如果是壓電元素就會增加三個方向 電位差的自由度，所以壓電元素的自由度比固體元素多 是正常的。 Q2.什麼是元素的階數(order of element)？ A2.FEM顧名思義就是用有限的元素去逼近真實的解，你可以 想像在x-y平面上有一條曲線，然後我要用有限的元素去 描繪它，假設我用十個元素來描繪，第一種情況是我在曲 線上畫十個點，然後把十個點用直線連起來，由於此時每 個元素上的函數都是線性的，其x對y為一階，因此我們稱 它叫一階元素，也叫線性元素。第二種情況，我不直接把 每個點連起來，我選其中三個點，然後畫一條2階曲線， 這樣就叫做2階元素，也叫做二次元素。以此類推，當我 用越高次數的曲線函數來模擬時，元素的階數也就越高。 相對的，由於節點的數目變多，相同元素數量下，模型的 自由度也越高，計算所需的資源也就越大。 Q3.為什麼要做收斂分析？什麼時候才需要做收斂分析？ A3.前面我們提到有限元素和階函數的概念，那我們再假想一 個例子，假設今天我要求解圓周率，所以我把圓切成20等 分，求得pi=3.128，但我擔心不夠精準，所以我再切的更 細，然後得出下面這張圖的曲線。從圖上可以看到大約在 60等分後，曲線變化的曲率開始趨緩，即使切成了100分， 求出來的解也只與60分的差了0.011%(與20分比則為0.394%) 這種情況我們就認為在60分就已經收斂，以工程上的需要 已經足夠，不需要再切細到100分。這就叫做收斂分析(或 收斂測試)。http://tinyurl.com/lb5lzd9 那為什麼要做收斂分析，切到100分不就好了。聽起來很 好像沒錯，只要把網格切得有夠細，解就一定會準。但實 際上不然，1.網格切得越細，求解所需的資源越多，如果 不需要這麼高的精確度，這是種浪費。2.解可能不會收斂， 切的越細結果錯的越離譜。因此，收斂分析對於FEA來說， 是滿重要的基本動作，特別是在學術研究上，為了對自己 發表的成果負責，基本上只要是做FEA的都應該要做這件 事才是。 至於實務上該不該做？什麼時候才該做？我個人認為幾種 情況比較需要，1.定量分析：這個解的值我很在意，比如 說我必須很明確知道多少力量負載下，工件會降伏。反之 如果是定性分析，你只是要看趨勢，那就比較沒差，反正 這個值只是參考，精確度不重要。2.初次做的case或是 benchmark case，這種情況通常會考慮數種設變的狀況， 但是設變的幅度通常不大，如果每一個case都做太累人， 但都不做，可能全部的case套用這樣的參數做出來都是錯 的，這樣又太冒險，所以建議第一個case或比對用的case 還是做，確保後續的模擬都是正確的。 -- ※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc), 來自: 1.171.121.104 ※ 文章網址: http://www.ptt.cc/bbs/Cad_Cae/M.1398527812.A.6DA.html
推
04/27 00:50, , 1F
感謝!!! 所以說壓電元件用六面體網格，網格數13萬個，
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記憶體吃100GB是正常的喔? 因為每個網格元素都是正方體
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，且每個網格元素體積都相同，這幾乎是完美網格，應該
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不可能說這樣子網格，結果會沒收斂到吃掉100GB的記憶體
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吧?
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我在上一篇給您的Comsol的存檔，有我網格的詳細設定
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推
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另外，一個x、y、z軸都垂直於每個面的長方體，它的階數
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照您的說法，應該永遠是一階吧? 不管分成幾個點，連起
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來都是同一條直線。
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在comsol裡，唯一能設定階數的地方，我測試了線性、
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二階、三階，其自由度都沒變@@
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推
04/27 08:41, , 12F
我查了一下 電腦要裝到100GB 不是很容易
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我還是覺得不可能用到 100GB
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當你衝到 100GB 的時候 拍一下工作員管理
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或者你看電腦的系統資訊 如果本身就沒裝到 100GB
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那就不可能用到 100GB
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推
04/27 08:46, , 17F
任何一種軟體 應該都會有收斂的監控視窗
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04/27 08:46, , 18F
把他打開就知道到底有沒有收斂了
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推
04/27 08:50, , 19F
網格數量沒變 自由度一樣很合理啊
04/27 08:50, 19F
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04/27 08:51, , 20F
不是說看到唯一能設定階數的 就是試著去設定他
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要開 help document 看他這個設定選項的定義
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學校通常是買正版的 大型軟體有2個地方可以大方問
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直接把 model 寄給經銷商或是原廠
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問他為何記憶體會佔用到 100GB
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我還是一直很好奇 軟體可以衝到 100GB
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04/27 11:51, , 26F
你的檔案我沒辦法開所以我不知道，但是我認為100GB不正常的
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至於解會不會收斂，非線性運算網格漂亮只是比較不容易發散
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04/27 11:52, , 28F
不代表一定不會發散，甚至有的時間網格太密，反而更容易發散
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04/27 11:52, , 29F
就像我講的，你模型的解其實是發散的，你模擬的解越是逼近真
04/27 11:52, 29F
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04/27 11:53, , 30F
實解，當然就更容易發散。
04/27 11:53, 30F
推
04/27 13:06, , 31F
我先補上吃記憶體的圖(管理員):http://ppt.cc/bS46
04/27 13:06, 31F
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04/27 13:08, , 32F
另外，我網路上查了一下，Analysis跟Comsol吃記憶體的
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量是天朗之別...，不曉得您是用Analysis嗎?
04/27 13:08, 33F
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04/27 13:11, , 34F
上面那張圖，網格數約13萬
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04/27 13:12, , 35F
都是長寬高1:1:1的正方體網格，且每個體積都相等。
04/27 13:12, 35F
推
04/27 13:44, , 36F
你們電腦真棒 16核心+破百記憶體 長知識了
04/27 13:44, 36F
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04/27 13:45, , 37F
CAE 背後求解的原理不會差太多 都是解方程
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04/27 13:45, , 38F
13萬的網格數不會特別多 應該很多板友都有做過這樣的
04/27 13:45, 38F
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04/27 13:46, , 39F
網格數 所以這樣的情況下 找原廠發 ticket 會比較適合
04/27 13:46, 39F
還有 144 則推文
推
04/30 07:19, , 184F
網格I和H(應該至少要在一點)差0.01/5 = 2% 假設這3點已經涵蓋
04/30 07:19, 184F
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04/30 07:21, , 185F
產品幾何變更內可能的網格尺寸 那做出的"單目標物理量" 最大
04/30 07:21, 185F
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04/30 07:22, , 186F
網格造成"結果相對誤差" 也不過就2%!! 掌握這2% 再來說 A>B 5%
04/30 07:22, 186F
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04/30 07:23, , 187F
的"趨勢"是正確的! 重點是你是否知道你的網格誤差幾%!而非細!
04/30 07:23, 187F
推
04/30 07:27, , 188F
一條網格收斂曲線 無論你怎麼去擷取末段 再放大 他還是曲線
04/30 07:27, 188F
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04/30 07:29, , 189F
只是刻度可能從誤差10%.5%.1%.0.1%...但你在需要及PC能力%數
04/30 07:29, 189F
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04/30 07:31, , 190F
同時確定這是產品幾何變更內的網格變更 那們這"相對誤差%"可以
04/30 07:31, 190F
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04/30 07:32, , 191F
最大的也不過這?% , 大於這?%的怎會是網格造成的?
04/30 07:32, 191F
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04/30 07:33, , 192F
至於要和"真實絕對值"比較有欠客觀 因絕對誤差不單來自於網格
04/30 07:33, 192F
→
04/30 07:35, , 193F
從頭到尾我強調要掌握這[工具機]的[可量範圍]內的[相對誤差]值
04/30 07:35, 193F
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04/30 07:38, , 194F
否則你去畫AB待測物的 常態分佈圖 若有重疊 不可信A>B 更何況
04/30 07:38, 194F
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04/30 07:39, , 195F
連儀器"相對誤差"造成的%重疊區皆未知就拿來用? 還是確定能力
04/30 07:39, 195F
→
04/30 07:40, , 196F
儀器?%再拿來比較"趨勢" 較為客觀!!!???
04/30 07:40, 196F
→
04/30 20:33, , 197F
所以說是定義問題嘛...
04/30 20:33, 197F
推
04/30 23:17, , 198F
定義問題? 第1行我就問"如何100%確定差異非來自於收斂?"
04/30 23:17, 198F
推
04/30 23:20, , 199F
你回:解尚未收斂而出現 同趨勢是表現 --> 也就是說趨勢差異
04/30 23:20, 199F
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04/30 23:21, , 200F
可能/或不是來自於網格 這樣就夠了 扯到時間? 扯到"絕對值"?
04/30 23:21, 200F
→
04/30 23:22, , 201F
還有人扯到其他物理量? 就本題討論的"網格"先站穩再說!!
04/30 23:22, 201F
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04/30 23:24, , 202F
否則 你量A300<B360 然後A330>B324 就判定A<B或A>B 的"趨勢"對
04/30 23:24, 202F
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05/01 00:53, , 203F
抱歉我實在看不懂你在講什麼...
05/01 00:53, 203F
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05/01 00:54, , 204F
我從來沒說過不需要考慮網格與誤差的關係這樣的話，我只說不
05/01 00:54, 204F
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05/01 00:54, , 205F
見得需要做收斂測試，而就我的定義，你講的這些東西不叫做
05/01 00:54, 205F
→
05/01 00:55, , 206F
收斂測試，就這樣，其他的我實在不知道你是要質疑我什麼。
05/01 00:55, 206F
→
05/14 05:57, , 207F
一台沒經過校準確定相對精度的儀器量測任何趨勢是沒有意義的
05/14 05:57, 207F
→
05/14 05:58, , 208F
就這麼簡單 收斂測試做到幾何可能改變的網格內造成目標誤差2%
05/14 05:58, 208F
→
05/14 05:59, , 209F
也叫做收斂測試 收斂曲線擷取一段 如果4% 也就只會造成4%誤差
05/14 05:59, 209F
→
05/14 06:00, , 210F
我質疑你都不知道你要拿來量的"尺規相對精度" 就要看趨勢?
05/14 06:00, 210F
推
05/14 06:03, , 211F
趨勢是從值來的 值本身"網格相對誤差" 測3點也測得出來
05/14 06:03, 211F
→
05/14 06:04, , 212F
10萬的網格也不會差到哪裡去 只是誤差要知道多少% 否則一個RD
05/14 06:04, 212F
→
05/14 06:05, , 213F
拿一個儀器量趨勢 儀器本身相對精度%都不知道 這樣當RD?
05/14 06:05, 213F
推
05/14 06:12, , 214F
當調幾何(1,2,3...6)如目標值趨勢4% 但網格於此幾何誤差4%
05/14 06:12, 214F
→
05/14 06:13, , 215F
這樣的結果參考性質低 因無法100%確定此方向4%非網格造成
05/14 06:13, 215F
→
05/14 06:15, , 216F
更何況儀器的誤差多少都不知道? 當然有其他方式如網格控制
05/14 06:15, 216F
→
05/14 06:15, , 217F
但也不如實測網格相對精度來的根本
05/14 06:15, 217F
推
05/14 06:20, , 218F
收斂測試通常由粗做到細 要做到相對誤差0.1% 也必須從10%.8%..
05/14 06:20, 218F
→
05/14 06:21, , 219F
從大做到小相對誤差 然後視改善需求經度%以及電腦時間衡量停止
05/14 06:21, 219F
→
05/14 06:23, , 220F
在測試由大到小網格收斂度的過程 然後把所需精度網格(如4%)
05/14 06:23, 220F
→
05/14 06:25, , 221F
擷取並控制網格 這不叫收斂測試?叫什麼? 以實務產品開發也實用
05/14 06:25, 221F
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05/14 06:25, , 222F
而不是要與"絕對值"比差到0.0000001%才叫做收斂測試
05/14 06:25, 222F
推
06/03 01:35, , 223F
推
06/03 01:35, 223F
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