Необходимо произвести расчет дверцы размером 600*600 мм, с окном, в виде квадрата с размером диагонали 300 мм (212*212 мм), повернутого на 45 град. Стекло толщиной 4 мм, расположено в деревянном полотне толщиной 64 мм. в центре дверцы, по толщине полотна тоже посередине.

В качестве расчетной области выбираем  ¼ часть двери, это минимальная симметричная часть.

Разбиваем расчетную область на КЭ  10*10 (количество шагов выбрано мало для наглядности) Рис.1

Рис. 1 Разбиваем расчетную область на КЭ 10*10

Это нам надо как шаблон

Затем делаем копию на вторую подконструкцию и на ней рисуем 6 объектов, а потом удаляем 10*10. Можно было просто нарисовать 6 объектов, но тогда надо четко вымерять координаты

Рис. 2 Показаны объекты в процессе сборки

На рис. 2 показаны объекты в процессе сборки. 1 объект это 10* 5, 2 объект- это 9*1, 3 объект –это 8*1 и.т.д.

Затем сохраняем в виде объема. Толщиной сразу 64 мм. и берем 11 слоев. 5 слоев по 6 мм, затем 1 слой 4 мм, а затем опять 5 слоев по 6 мм. рис. 5, рис. 6.

Рис. 3

Рис. 4

Затем делаем копию подконструкции №2 на 3. И создаем, путем достраивания до квадрата 5 объектов. Затем удаляем скопированную часть, и производим сборку конструкции Рис. 5

Рис. 5

Затем сохраняем объем (верхнее сечение 34 мм, нижнее 30 мм, кол-во слоев 1) рис. 6, рис. 7.

Рис. 6

Рис. 7

Если требуется большая красота, то можно перед тем, как сохранять объем, перенести точки на прямую, но следует иметь ввиду, что перенос точек должен быть произведен во второй и третей подконструкциях совершенно идентично (лучше перенос производить на одну и ту же линию, не перерисовывать ее). Затем можно, для улучшения КЭ сети произвести ПЕРЕДИСЛОКАЦИЮ. Рис. 8, рис. 9.

Рис. 8

Рис. 9

Затем производим формирование объема, как и для ступенчатой конструкции и получаем объемную конструкцию рис. 10, рис 11.

Рис. 10

Рис. 11

Сдвиг проводить на линию надо таким образом, чтобы площади ступенчатой и полученной конструкции были равны. В этом случае получим хорошее совпадение результатов результаты  (см. файлы с расширением mnm)Для первого расчета (рис. 6) тепловой поток через деревянную дверь будет равен 12,83 Вт а для второго расчета (рис. 11) тепловой поток будет равен 12,86 Вт, погрешность не превышает 0,3%  Т.е. если корректно пользоваться прямоугольной КЭ сетью, то можно хорошие результаты получить, не прибегая к искривленным элементам. Однако при использовании искривленных элементов картинка более красивая.

Рис. 12

Если требуется еще больше красоты, то можно в качестве расчета взять не 1/4, а взять 4 части, но при этом получим абсолютно аналогичные результаты. Данный расчет, только добавляет красоты, в точности выигрыша нет, расчеты абсолютно идентичны. Но данный расчет может понадобиться, если окно расположено не в центре двери, или граничные условия и характеристики материалов заданы не симметрично. Тем не менее, произведем такой расчет для абсолютно симметричной области. На рис. 13-15 последовательно показано добавление объемных подконструкций. Для получения дверного полотна надо создать новую конструкцию, используя в качестве прототипа конструкцию (рис.8), затем повернуть ее на 90 градусов, затем еще создать 2 подконструкции аналогично Следует обратить внимание, что для дискретизации окна не обязательно брать 4 области (рис. 5), а можно разбить 1 область 212*212 мм, затем повернуть ее на 45 градусов. Если нет полной симметрии, то вместо поворота, надо воспользоваться «зеркалом», а затем «смещением».

Рис.13

Рис.14

Рис.15

При задании граничных условий могут возникнуть трудности с раскраской оконных откосов, можно неосторожно «заляпать» дверное полотно рис. 16., но потом дверное полотно можно одной заливкой исправить.

Рис. 16

Выводы:

  • Хорошие результаты можно получить, используя прямоугольную КЭ сеть (не искривленную).
  • Если в качестве расчетной области взять минимальную симметричную часть, то получим тот же результат, что и при расчете всей области, но при этом трудозатраты значительно уменьшатся.
  • Для «красоты» можно взять всю расчетную область, при этом картинка будет красивой, а результат останется прежним, но при этом придется купить более дорогую версию программы (на большее кол-во узлов), и потратить больше времени на расчет.
  • В любом случае, надо смотреть на степень дискретизации (чем мельче бьешь, тем точнее). Поэтому есть смысл потратить «лишние узлы», для увеличения точности, а не для «красоты». В данных расчетах была взята очень грубая КЭ сеть, это взято для примера, на практике, такого делать не надо. Если в пункте «Визуализация» видны черные элементы, то корректность результатов расчета очень сомнительна, (см. рис. 12), в местах, где черные элементы надо разбивать мельче.