網格自適應 Abaqus中的ALE自適應網格技術

2021-10-25 13:36:43 字數 1809 閱讀 5989

ale 自適應網格主要用於 abaqus/explicit 的大變形分析,以及 abaqus/standard 中的聲疇(acoustic domain)、沖蝕(ablation)和磨損問題。在 abaqus/standard 的大變形分析中,儘管也可以設定 ale 自適應網格,但不會起到明顯的作用

雖然在 abaqus/standard 和 abaqus/explicit 分析中都可以定義 ale 自適應網格,而且定義的介面相似,但是二者的功能卻有很大的差異(見表1)。

表1  ale 自適應網格在不同求解器中的比較

abaqus/standard 求解器

abaqus/explicit 求解器

適用範圍

聲疇、沖蝕和磨損問題

大變形問題

分析問題

拉格朗日型別問題或沖蝕、磨損問題

拉格朗日型別問題和尤拉問題

分析步型別

幾何非線性靜力分析、穩態傳輸分析、耦合的孔隙流體-應力分析、耦合的溫度-位移場分析

大變形的瞬態分析(碰撞問題、穿透問題、鍛造問題);穩態過程分析(擠壓問題、軋制問題);顯式動力學分析(絕熱分析)和完全耦合的熱-應力分析

平滑演算法

原始構型投影法(original configuration projection)、體積法(volume smoothing)

體積法(volume smoothing)、拉普拉斯法(laplacian smoothing)、等勢法(equipotential smoothing)

診斷資訊

不提供診斷資訊功能

提供診斷資訊功能

功能功能相對較弱,使用過程中有很多限制條件

功能強大,應用廣泛

單元型別

聲學單元和部分實體單元

一階減縮積分實體單元

分析資訊

分析過程中與自適應網格相關的資訊都寫入 msg 檔案

非線性自適應網格必須用於考慮幾何非線性的分析步中

使用 ale 自適應網格時,還需要注意下列問題:

1)在 abaqus/explicit 中分析超彈性材料和泡沫材料時,最好採用增強沙漏控制(enhanced hourglass control)的方法控制單元的變形,而不要採用 ale 自適應網格。

*adaptive mesh, elset = elset_name

但是,在 abaqus/cae 中,每個分析步只能定義乙個 ale 自適應網格區域。

對應的abaqus/cae操作:

step 功能模組,選單 other → ale adaptive mesh domain → edit,設定各項引數(如圖1所示)。

如果在某個分析步中不希望定義自適應網格區域,則選中 no ale adaptive mesh domain for this step 。

圖1  設定自適應網格引數

3)不使用 ale 自適應網格時,在分析過程中單元網格會跟隨材料一起運動,每個節點和每個單元的輸出變數都與材料點一一對應,在 visualization 功能模組中看到的單元變形和材料運動情況就是真實解。

使用 ale 自適應網格時,隨著單元變形的增加,abaqus 求解器將逐漸更新節點和單元的位置,以避免單元過度變形,同時求解變數也將從舊的單元網格變換到新的單元網格中。此時網格的位置和材料點的位置不再保持一致,在 visualization 功能模組中檢視計算結果時,應注意這一問題。

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