วิธีไฟไนต์องค์ประกอบคืออะไร?

วิธีการ จำกัด องค์ประกอบเป็นเครื่องมือในการคำนวณวิธีแก้ปัญหาโดยประมาณสำหรับปัญหาทางคณิตศาสตร์ที่ซับซ้อนโดยทั่วไปจะใช้เมื่อสมการทางคณิตศาสตร์ซับซ้อนเกินกว่าที่จะแก้ไขได้ในวิธีปกติและข้อผิดพลาดในระดับหนึ่งสามารถทนได้วิศวกรมักใช้วิธีไฟไนต์เอลิเมนต์เพราะเกี่ยวข้องกับการออกแบบผลิตภัณฑ์สำหรับการใช้งานที่ใช้งานได้จริงและไม่ต้องการโซลูชั่นที่สมบูรณ์แบบวิธีไฟไนต์เอลิเมนต์สามารถปรับให้เข้ากับข้อกำหนดที่แตกต่างกันเพื่อความแม่นยำและสามารถลดความจำเป็นในการสร้างต้นแบบทางกายภาพในกระบวนการออกแบบ

การประยุกต์หนึ่งของวิธีไฟไนต์เอลิเมนต์คือการสร้างแบบจำลองของการเสียรูปทางกายภาพที่ซับซ้อนในวัสดุความเสียหายที่รถประสบจากการชนด้านหน้าเป็นตัวอย่างหนึ่งของการเสียรูปที่ซับซ้อนการเสียรูปในพื้นที่หนึ่งขึ้นอยู่กับการเสียรูปในพื้นที่อื่น ๆ mdash; การชนจะต้องมีการจำลองแบบในหลายขั้นตอนในเวลาเพื่อดูว่าผลลัพธ์ที่ได้จะเป็นอย่างไรขั้นตอนจำนวนมากนี้ทำให้ไม่สามารถสร้างแบบจำลองปัญหาได้ด้วยมืออย่างไรก็ตามคอมพิวเตอร์ที่ใช้วิธีไฟไนต์เอลิเมนต์สามารถแก้ปัญหานี้ได้ด้วยความแม่นยำในระดับสูง

ยิ่งไปกว่านั้นการเปลี่ยนรูปของวัสดุในโลกแห่งความเป็นจริงเช่นเดียวกับปรากฏการณ์ทางกายภาพอื่น ๆ อีกมากมายเป็นผลที่ซับซ้อนปัญหาหนึ่งเกี่ยวกับการสร้างแบบจำลองเอฟเฟกต์ดังกล่าวโดยใช้สมการทางคณิตศาสตร์ที่แม่นยำคือพวกเขาจะซับซ้อนเกินไปที่จะแก้ไขด้วยความรู้ในปัจจุบันดังนั้นวิธีการเชิงตัวเลขในวิชาคณิตศาสตร์จึงถูกใช้เพื่อประมาณสมการที่ซับซ้อนมากขึ้นโดยใช้สมการที่ง่ายกว่าในหลายขั้นตอนในวิธีไฟไนต์เอลิเมนต์ตาข่ายถูกสร้างขึ้นเพื่อสร้างแบบจำลองการเปลี่ยนแปลงเหนือพื้นที่โดยใช้องค์ประกอบขนาดเล็กและง่ายกว่าจำนวนมากระดับของข้อผิดพลาดที่เกิดจากการทำให้เข้าใจง่ายนี้ขึ้นอยู่กับจำนวนองค์ประกอบทั้งหมดในตาข่าย

สำหรับวิธีไฟไนต์เอลิเมนต์เพื่อสร้างผลลัพธ์ที่มีความหมายชุดของเงื่อนไขขอบเขตจะต้องมีการตั้งค่ากับปัญหาสิ่งเหล่านี้เป็นหลักกำหนดเงื่อนไขประเภทที่โมเดลต้องการในการตอบสนองในตัวอย่างรถเงื่อนไขขอบเขตจะเป็นกองกำลังที่เกิดขึ้นบนรถโดยวัตถุภายนอกเงื่อนไขขอบเขตสามารถเป็นจุดแรงแรงกระจายผลกระทบความร้อนเช่นการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิหรือพลังงานความร้อนที่ใช้หรือข้อ จำกัด ตำแหน่งหากไม่มีเงื่อนไขขอบเขตมันเป็นไปไม่ได้ที่จะตั้งค่าปัญหาเพราะโมเดลจะมีน้อยที่จะตอบสนอง

ข้อได้เปรียบอย่างหนึ่งของวิธีไฟไนต์เอลิเมนต์คือการสร้างการสร้างภาพข้อมูลโดยละเอียดของปัญหาได้ง่ายเมื่อโมเดลได้รับการแก้ไขอย่างเต็มที่ข้อมูลนี้สามารถถ่ายโอนไปยังรูปภาพได้ความเครียดเฉพาะในองค์ประกอบตาข่ายที่แตกต่างกันสามารถกำหนดสีที่แตกต่างกันได้การสร้างภาพข้อมูลช่วยให้วิศวกรสามารถระบุจุดอ่อนในการออกแบบได้อย่างสังหรณ์ใจและพวกเขาอาจใช้ข้อมูลนี้เพื่อสร้างการออกแบบใหม่ซอฟต์แวร์การสร้างภาพข้อมูลเป็นส่วนสำคัญของโปรแกรมคอมพิวเตอร์ไฟไนต์เอลิเมนต์จำนวนมาก