Alimallinnukseen

Alimallinnukseen (submodeling) on laskennallinen tekniikka, jota käytetään finite element -analyysissä parantamaan tarkkuutta tietyillä alueilla ilman, että koko rakenteen ratkaisu olisi tarpeeksi kallis. Menetelmä perustuu kahden mallin käyttöön: globaali malli, jossa rakenne on kuvattu kohtuullisella tarkkuudella, sekä tarkempi submalli kyseiselle alueelle. Rajapinnat globaalin ja submallin välillä määritetään globaaliin ratkaisuun perustuen, usein siten, että submallille annetaan rajapintakäyttäytyminen siirtyminä tai muina boundary-ehdotuksina.

Toimintaperiaate on seuraava: ensin ratkaistaan globaalin mallin vaste. Tämän jälkeen valitaan alue, jonka tarkkuutta halutaan parantaa, ja luodaan siellä tiheämpi verkko submallia varten. Submallin rajapinnat asettuvat globaaliin rajapintaan, ja submalli ratkaistaan erikseen näillä tiedoilla. Lopuksi submallin tulokset voidaan yhdistää globaaliin ratkaisuun ja tarvittaessa suorittaa toistoja, jotta rajapinnat ovat johdonmukaisia. Mikäli alueella esiintyy epälineaarisia ilmiöitä, voi olla tarpeen päivittää rajapintadataa tai suorittaa lisäaliprosesseja.

Sovellukset ja rajoitteet ovat moninaiset. Alimallinnusta käytetään erityisesti rakennesuunnittelussa ja muissa teknisissä analyyseissä, joissa halutaan paikallisesti tarkkaa vasteen arvoa esimerkiksi liitosten, pienten pienten rakenteiden tai kuormituksen tiukan vaihtelun alueilla. Rajoitteina pitkittyvät virhekentät rajapinnassa, epävarmuus rajapintatietojen siirrossa sekä luvuttujen tai epälineaaristen ilmiöiden huomioon ottamisen haasteet voivat vaikuttaa tulosten luotettavuuteen. Huolellinen alueen valinta ja laadukas rajapintadata ovat keskeisiä alimallinnuksen onnistumisessa.