search query: @keyword error estimation / total: 3
results-list
reference: 3 / 3
« previous | next »
Author:Kujala, Antti
Title:Measuring initial mesh quality of ship finite element models
Laivamallien elementtiverkon laadun mittaaminen
Publication type:Master's thesis
Publication year:2010
Pages:(8) + 85 s. + liitt. 9      Language:   eng
Department/School:Sovelletun mekaniikan laitos
Main subject:Lujuusoppi   (Kul-49)
Supervisor:Tuhkuri, Jukka
Instructor:Freund, Jouni ; Hulkkonen, Tapio
OEVS:
Electronic archive copy is available via Aalto Thesis Database.
Instructions
close

Reading digital theses in the closed network of the Aalto University Harald Herlin Learning Centre

In the closed network of Learning Centre you can read digital and digitized theses not available in the open network.

The Learning Centre contact details and opening hours: https://learningcentre.aalto.fi/en/harald-herlin-learning-centre/

You can read theses on the Learning Centre customer computers, which are available on all floors.

Logging on to the customer computers

  • Aalto University staff members log on to the customer computer using the Aalto username and password.
  • Other customers log on using a shared username and password.

Opening a thesis

  • On the desktop of the customer computers, you will find an icon titled:

    Aalto Thesis Database

  • Click on the icon to search for and open the thesis you are looking for from Aaltodoc database. You can find the thesis file by clicking the link on the OEV or OEVS field.

Reading the thesis

  • You can either print the thesis or read it on the customer computer screen.
  • You cannot save the thesis file on a flash drive or email it.
  • You cannot copy text or images from the file.
  • You cannot edit the file.

Printing the thesis

  • You can print the thesis for your personal study or research use.
  • Aalto University students and staff members may print black-and-white prints on the PrintingPoint devices when using the computer with personal Aalto username and password. Color printing is possible using the printer u90203-psc3, which is located near the customer service. Color printing is subject to a charge to Aalto University students and staff members.
  • Other customers can use the printer u90203-psc3. All printing is subject to a charge to non-University members.
Location:P1 Ark Aalto  6202   | Archive
Keywords:mesh quality
ship finite element model
error estimation
elementtiverkon laatu
laivamalli
virheindikaattori
Abstract (eng): In ship design various finite element analyses with models at different scale levels are performed during the design project.
Creating these models is very laborious and a way to increase design performance is to create finite element models based on a 3D product model of a ship.
When the finite element model is created automatically the challenge is to ensure that quality of the mesh is adequate for the analysis and that it possesses at least the minimum quality to perform the analysis.

The objective of this thesis was to find a suitable method to measure initial quality of the finite element mesh.
By initial mesh quality it is meant that no analysis solution is available at the time of the quality evaluation.
Another objective was to evaluate if there is a correlation between the analysis results and the mesh quality measures.

In the finite element method the accuracy of the analysis is strongly related to discretization error.
Two main approaches to estimate error are a priori and a posteriori error estimates.
Utilization of these two approaches to measure initial quality of the mesh is difficult, because both require information from either the exact solution or approximate solution.
This information is not available at the time when the mesh is created.

For measuring the initial quality of the mesh a lot of different quality measures are available.
Measures are purely based on geometrical properties of the elements and all of them measure more or less the same thing i.e. how much the shape of the element deviates from the optimal element.
These measures do not have a clear connection to analysis results, but this study shows that mesh quality measures and analysis results do have a correlation.
With better mesh quality the results were more accurate; however discretization error was the dominating error component.
For ship design these measures are suitable because discretization error is taken into account in the classification societies rules.
These rules define in detail how the model must be created and distorted elements are not allowed in areas of interest.

During this study a tool to evaluate mesh quality was created into NAPA Steel program.
Tool gives qualitative and quantitative information from the model and guides user to locations where there are need for corrections.
Abstract (fin): Yhden laivansuunnitteluprojektin aikana tehdään useita lujuusanalyysejä elementtimenetelmällä.
Analyysien työläin ja aikaavievin vaihe on analyysimallien tekeminen.
Suunnitteluprosessia voidaan nopeuttaa luomalla analyysimallit automaattisesti laivan 3D-tuotemallin pohjalta.
Elementtiverkon tulee vastata analyysien tarpeita, ja haasteena on varmistaa automaattisesti luodun elementtiverkon riittävä laatu.

Tämän diplomityön tavoite oli löytää menetelmä, jolla laivan tuotemallin pohjalta automaattisesti luodun elementtiverkon laatua voitaisiin mitata verkon luontivaiheessa, jolloin analyysin tulokset eivät vielä ole käytettävissä.
Lisäksi tavoitteena oli tutkia elementtiverkon laadun vaikutusta analyysien tuloksiin.

Elementtimenetelmässä analyysin tulosten tarkkuus on yhteydessä mallin diskretoinnin aiheuttamaan virheeseen.
Kaksi yleisintä tapaa arvioida tätä virhettä ovat a priori ja a posteriori virheindikaattorit.
Näiden virheindikaattoreiden käyttäminen verkon laadun mittaamiseen verkon luontivaiheessa on kuitenkin hankalaa, koska indikaattorit tarvitsevat tietoa analyysin tuloksista.

Verkon laadun mittaamiseen verkon luontivaiheessa on tarjolla useita erilaisia verkon laatumittareita.
Ne mittaavat pääasiassa sitä, kuinka elementtien muoto eroaa optimaalisesta elementistä.
Verkon laatumittareiden perusteella ei saada tietoa tulosten tarkkuudesta, mutta tässä työssä havaittiin että verkon laadulla on vaikutus analyysien tulosten tarkkuuteen.
Paremmalla verkon laadulla saatiin tarkempi tulos, mutta diskretisointivirheen rinnalla verkon laadun vaikutus oli tutkitussa tapauksessa pieni.
Laivansuunnittelussa verkon laatumittarit ovat kuitenkin käyttökelpoisia; luokituslaitosten säännöt määrittävät eri tapauksissa vaadittavan verkon elementtikoon, ja tarkasteltavilla alueilla ei sallita vääristyneitä elementtejä.
Diskretisointivirhe otetaan huomioon tihentämällä mallia harvemmalla verkolla saatujen tulosten perusteella.

Tämän työn tuloksena NAPA Steel ohjelmaan ohjelmoitiin työkalu, jolla laivan 3D- tuotemallin pohjalta luodun elementtiverkon laatua voidaan arvioida.
Työkalulla saadaan tietoa verkon laadusta ja isoista elementtimalleista löydetään kohdat, jotka vaativat muutoksia.
ED:2010-05-17
INSSI record number: 39635
+ add basket
« previous | next »
INSSI