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基于能量误差的人体有限元模型网格剖分优化研究

魏宏安 吴小清 张昂

魏宏安, 吴小清, 张昂. 基于能量误差的人体有限元模型网格剖分优化研究[J]. 电子与信息学报, 2020, 42(11): 2615-2620. doi: 10.11999/JEIT190765
引用本文: 魏宏安, 吴小清, 张昂. 基于能量误差的人体有限元模型网格剖分优化研究[J]. 电子与信息学报, 2020, 42(11): 2615-2620. doi: 10.11999/JEIT190765
Hong’an WEI, Xiaoqing WU, Ang ZHANG. Research on Mesh Generation Optimization of Finite Element Model of Human Body Based on Energy Error[J]. Journal of Electronics and Information Technology, 2020, 42(11): 2615-2620. doi: 10.11999/JEIT190765
Citation: Hong’an WEI, Xiaoqing WU, Ang ZHANG. Research on Mesh Generation Optimization of Finite Element Model of Human Body Based on Energy Error[J]. Journal of Electronics and Information Technology, 2020, 42(11): 2615-2620. doi: 10.11999/JEIT190765

基于能量误差的人体有限元模型网格剖分优化研究

doi: 10.11999/JEIT190765
详细信息
    作者简介:

    魏宏安:男,1978年生,高级实验师,研究方向为通信与信息系统

    吴小清:女,1994年生,硕士生,研究方向为电子与通信工程

    张昂:男,1984年生,实验师,研究方向为电子与通信工程

    通讯作者:

    张昂 2774977803@qq.com

  • 中图分类号: TM154

Research on Mesh Generation Optimization of Finite Element Model of Human Body Based on Energy Error

  • 摘要: 网格剖分是有限元建模分析过程中最重要,也是工作量最大的环节,直接影响有限元分析的精度和时间。该文在研究网格自适应剖分及有限元离散误差的基础上,在高压输电场环境中建立不同复杂度的3维人体模型。通过对人体模型自适应网格剖分和手动网格剖分电场仿真结果的对比,分析能量误差变化的趋势,从而指导人体模型的建立及最佳剖分尺寸的设置。该文的研究成果,对其它有限元剖分方案的优化研究具有一定参考意义。
  • 图  1  自适应网络剖分流程

    图  2  三相输电线路布局图

    图  3  无人情况下空间中电位仿真结果分布图

    图  4  简化3D人体模型

    图  5  有人情况下空间电场强度仿真结果分布图

    图  6  不同人体模型的能量误差的变化

    图  7  3种人体模型的不同网格单元大小的能量误差的变化

    表  1  人体模型尺寸(m)

    人体模型I人体模型II人体模型III
    身体脖子身体手臂脖子
    半径0.280.190.240.100.170.050.120.030.040.20
    高度1.710.700.650.080.800.700.750.08
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    表  2  不同人体模型的方差和自适应网格剖分能量误差

    人体模型类型人体模型I人体模型II人体模型III
    能量误差(%)21.073522.424426.8348
    方差(m2)00.0360.050
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    表  3  网格尺寸0.2 m和0.5 m的模型网格数变化

    人体模型I人体模型II人体模型III
    全局网格数网格尺寸0.2 m281086282154285858
    网格尺寸0.5 m277204280179283806
    网格数差全局网格数差388219752052
    人体网格数网格尺寸0.2 m264627694987
    网格尺寸0.5 m56615793615
    网格数差人体网格数差208011901372
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出版历程
  • 收稿日期:  2019-10-08
  • 修回日期:  2020-06-10
  • 网络出版日期:  2020-07-15
  • 刊出日期:  2020-11-16

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