Перевірка достовірності моделі

Достовірність скінченно-елементної (FE) моделі не визначається красивою контурна карта (contour plot) або успішним завершенням solver-а. Результат потрібно перевірити на трьох рівнях: чи правильно поставлена математична модель, чи достатньо точно вона розв’язана чисельно та чи описує вона реальну систему з потрібною точністю.

Перевірка чисельної реалізації (verification) і Валідація моделі (validation)

Перевірка чисельної реалізації (verification) відповідає на питання: «Чи правильно ми розв’язуємо задану модель?». Тут перевіряють рівняння (equations), реалізацію (implementation), сітка (mesh)/збіжність за часовим кроком (time-step convergence) і еталонні розв’язки (benchmark solutions). Валідація моделі (validation) відповідає на інше питання: «Чи достатньо добре ця модель описує реальний об’єкт для запланованого використання?» — і потребує фізичних даних або експерименту.

Не одна перевірка, а система доказів

Перевірте одиниці (units), навантаження (loads) і граничні умови (boundary conditions), баланс реакцій (reaction balance), деформовану форму, сітка (mesh) convergence, історії енергій (energy histories), material відгук (response) та чутливість (sensitivity) до ключових припущення (assumptions). За можливості порівняйте з аналітичний розв’язок (analytical solution) або простішою моделлю.

Локальні результати

Пікове напруження (stress) біля гострого кута (sharp corner), зосередженого навантаження (point load) або ідеалізованого закріплення (idealized constraint) може бути сингулярним (singular) і не збігатися при згущенні (refinement). У такій зоні важливо відрізняти фізично значущий structural відгук (response) від математичної особливості ідеалізації.

Достовірність завжди пов’язана з призначення моделі (intended use): модель, достатня для глобальної жорсткості (global stiffness), може бути недостатньою для осередку втомного пошкодження (fatigue hotspot) або локального критерію руйнування (fracture criterion).