|
回复:(xmh0213)紧急求助;关于流固耦合动力方面
本帖最后由 VibInfo 于 2016-4-21 15:11 编辑
ansys是可以的,下面是一篇相关的文章,你可以看看
液面晃动(sloshing)问题的研究在实际工程中有重要的意义,比如在石化工业中广泛应用的大型储罐,一般直径在几十米,甚至上百米。在地震或其他意外条件下液面的波动情况如何,是否存在安全隐患,都需要进行数值模拟研究。下面就ANSYS/LS-DYNA软件在这方面的应用。
众所周知,ANSYS/LS-DYNA在显式计算领域占据主导地位,随着各种新的算法的不断采用,在求解的广度、精度以及效率上,ANSYS/LS-DYNA具有同类软件所无法比拟的优势。针对液面晃动问题,ANSYS/LS-DYNA提供以下三种方法:
1、 流固耦合
流固耦合是ANSYS/LS-DYNA计算流体和结构间相互作用的最常用的方法,包括单物质+空材料和多物质耦合两大类,流体单元有Euler和ALE两种。其涉及的主要命令如下:
*control_ale
算法选择有两种2、3,分别为Euler和ale实质上此处二者没有区别,只是因为兼容性进行的设置;两种精度供选择-单精度、双精度。
*section_solid_ale
对单物质+空材料为12号算法,对多物质耦合为11号算法。
*ale_multi-material_group
进行多物质的定义,最多可以定义20种材料。可以根据物质间能否混合将各种材料定义在不同的材料组ID中。
* ale_multi-material_system_group
该命令决定流体物质的算法(Euler或Ale),或是在运算过程中切换使用两种算法,并可对流体物质进行自由度约束。该命令多与下列三个命令结合使用:
* ale_multi-material_system_curve
定义ale系统的运动曲线。
* ale_multi-material_system_node
通过一系列节点定义ale的运动参考坐标系统。
* ale_multi-material_system_switch
定义euler和ale参考系统的切换。
上述命令是流体物质涉及的关键字,而我们知道,结构采用Lagrange单元来离散,二者之间的耦合通过下列命令来实现:
*constrained_lagrange_in_solid
耦合算法分为两种:罚耦合和运动约束。前者遵循能量守恒,后者遵循动量守恒。一般令结构网格较流体网格密以保证界面不出现渗透,否则可以增大NQUAD参数值来增加耦合点,如设置该值为4或5。在970中,此命令第三行又增加了一个控制字ILEAK-0,1或2,一般可设置为1。
最后给出一个典型算例-水箱跌落的部分关键字:
*KEYWORD
*TITLE
boxwater2.k: dropping a water box onto a rigid platform
======================================================================== [1] EXECUTION CONTROLS
======================================================================== ∗CONTROLTERMINATION ENDTIM ENDCYC DTMIN ENDENG ENDMAS
0.0500000 0 0.0000000 0 0.0000000
*CONTROL_TIMESTEP
DTINITTSSFACISDOTSLIMTDT2MSLCTMERODEMS1ST 0.00000000.200000000.00000000.0000000000 ∗CONTROLENERGY HGEN RWEN SLNTEN RYLEN
2 2 2 2
======================================================================== [3] OUTPUT CONTROLS
======================================================================== ∗DATABASEBINARYD3PLOT DT CYCL LCDT BEAM
0.0005000 0
*DATABASE_GLSTAT
0.0001000
======================================================================== [5] |SECTIONS|PARTS| DEFs
======================================================================== ∗PART waterinthebox PID SECID MID EOSID HGID GRAV ADPOPT TMID
1 1 1 1 0 0 0 0
*SECTION_SOLID_ALE
SECIDELFORMAET 112 AFAC BFAC CFAC DFAC START END AAFAC
0.0000000 0.0000000 0.0000000 0.0000000 0.0000000 0.0000000
−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− ∗MATNULL MID RHO PC MU TEROD CEROD YM PR
1 1000.0000 -1.000+10 0.0000000 0.0000000 0.0000000 0.0000000 0.0000000
*EOS_LINEAR_POLYNOMIAL
EOSIDC0C1C2C3C4C5C6 10.00000001.50000+90.00000000.00000000.00000000.00000000.0000000 E0 V0
0.0000000 1.0000000
======================================================================== ∗PART voidportioninthebox 21110000 ∗INITIALVOIDPART 2========================================================================
*PART
rigid box containing water
PIDSECIDMIDEOSIDHGIDGRAVADPOPTTMID 33300000 ∗SECTIONSOLID SECID ELFORM AET
3 0
*MAT_RIGID
3 2000.0000 1.00000+8 0.0000000 0.0000000 0.0000000 0.0000000
0.0000000 0.0000000 0.0000000
0.0000000 0.0000000 0.0000000 0.0000000 0.0000000 0.0000000 0.0000000 0.0000000
======================================================================== ∗PART rigidsuper−heavyplatform PID SECID MID EOSID HGID GRAV ADPOPT TMID
4 4 4
*SECTION_SHELL
SIDELFORMSHRFNIPPROPTQR/IRIDICOMP 40 T1 T2 T3 T4 NLOC
0.011 0.011 0.011 0.011
*MAT_ELASTIC
MIDRHOEPRDADBK 41000000.01.0000+14========================================================================
[8]BC′s+IC′s+BODYLOADS+FORCEFIELDS========================================================================
*INITIAL_VELOCITY
NSIDNSIDEXBOXID 0 VX VY VZ VXR VYR VZR
0.0 -20.0 0.0
−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− ∗LOADBODYY LCID SF LCIDDR XC YC ZC
1 1.00
*DEFINE_CURVE
LCIDSIDRSFOOFFAOFFODATTYP 1 X=abcissa Y=ordinate
0.0 981.0
1.0 981.0
======================================================================== [9] LAGRANGIAN CONTACTS CONSTRAINTS, ...
======================================================================== SFS = scale fact on dflt SLAVE penal stifns (see CONTROLL_CONTACT)
SFM=scalefactondfltMASTERpenalstifns(seeCONTROLLCONTACT) ∗CONTACTAUTOMATICNODESTOSURFACE SSID MSID SSTYP MSTYP SBOXID MBOXID SPR MPR
3 4 3 3
FSFDDCVCVDCPENCHKBTDT SFS SFM SST MST SFST SFMT FSF VSF
100. 100.
======================================================================== [10] EULERIAN & ALE CONTACTS CONSTRAINTS, ...
======================================================================== ∗CONTROLALE DCT NADV METH AFAC BFAC CFAC DFAC EFAC
2 1 4-1.0000000 0.0000000 0.0000000 0.0000000
STARTENDAAFACVFACTVLIMITEBC 0.00000000.00000000.00000000.0 ∗ALEREFERENCESYSTEMGROUP SID STYPE PRTYP PRID BCTRAN BCEXP BCROT ICOORD
1 0 5 1
XCYCZCEXPLIM ∗SETPARTLIST SID DA1 DA2 DA3 DA4
1
PID1PID2PID3PID4PID5PID6PID7PID8 12 ∗ALEREFERENCESYSTEMNODE NSID
1
N1N2N3N4N5N6N7N8 567 2、SPH算法 SPH算法作为DYNA中第一种无网格(meshfree)算法,在连续体的破碎或分离分析中得到了广泛的关注和应用。在解决极度变形和破坏类型的问题上SPH有着其他方法无法比拟的优势,可以说无网格算法正在成为数值分析领域的研究热点,具有很好的发展前景。 我们知道传统的有限单元法中,单元的形状对结果的精度影响很大,如果单元因为变形过大可能造成矩阵奇异,使得精度降低甚至无法计算下去。而SPH算法则是把每个粒子作为一个物质的插值点,各个粒子间通过规则的内插函数计算全部质点即可得到整个问题的解。 主要的关键字如下: ∗sectionsph 提供算法选择,以及sph粒子的滑顺长度的定义; ∗controlsph 提供sph算法的控制,如粒子排序后的循环次数、计算空间、中止时间以及维数; 处理sph粒子与其它结构的相互作用采用接触算法。 下面给出某一算例的部分命令流: ∗KEYWORD ∗TITLE sphtest
*DATABASE_FORMAT
0
units:cm,gm,us$ $CONTROLOPTIONS$$ ∗CONTROLPARALLEL 1 ∗CONTROLENERGY 2222 ∗CONTROLSHELL 20.01−11221 ∗CONTROLTIMESTEP 0.00000.900000.000.00 ∗CONTROLTERMINATION $1000.000000.000000.000000.00000 0.800E+0500.000000.000000.00000 ∗CONTROLSPH 20 $$TIMEHISTORY$$ ∗DATABASEBINARYD3PLOT 200.0E+00 $0.500E+00 ∗DATABASEBINARYD3THDT 0.8000E+02 ∗DATABASEEXTENTBINARY 00310000 004000 $ $$SECTIONDEFINITIONS$$ ∗SECTIONSOLID 21 ∗SECTIONSPH 1 $ $$MATERIALDEFINITIONS$$ ∗MATRIGID 27.802.100.3000000.00.00.0 1.007.007.00 ∗MATRIGID 37.802.100.3000000.00.00.0 1.006.007.00 ∗MATRIGID 47.802.100.3000000.00.00.0 1.006.007.00 ∗MATNULL 11.00 ∗EOSGRUNEISEN 1.14840001.9790000.0000000.0000000.11000003.0000000.0000000 .0000000 $ $ $$PARTSDEFINITIONS$$ $ ∗PART Part1forMat4andElemType1 1111000 $ ∗PART Part2forMat2andElemType1 2220000 $ ∗PART Part3forMat3andElemType1 3230000 ∗PART Part3forMat3andElemType1 4240000 $$RIGIDBOUNDRIES$$ ∗LOADBODYY 2,1.0 ∗DEFINECURVE 2 0.0,9.8E−10 1.0,9.8E−10 $ ∗DEFINECURVE 101.0001.0000.0000.000 0.000000000000E+001.000000000000E−04 1.000000000000E+051.000000000000E−04 ∗BOUNDARYPRESCRIBEDMOTIONRIGID 3201−1.0000.0000.000 $ $$NODEDEFINITIONS$$ ∗CONTACTAUTOMATICNODESTOSURFACE 11320000 0.0000.0000.0000.0000.00000.0000.0000E+08 0.0000.0000.1000.0000.0000.0000.0000.000 10.10000003 ∗SETPARTLIST 1 2,3,4 ∗INCLUDE mesh.k ∗END 3、ALE(接触算法) 采用接触算法分析流固耦合问题也是一种选择,在液面波动幅度较小时可以采用此种方法进行分析,流体用ALE算法描述,结构采用Lagrange算法;需要注意的一点:对ALE网格要进行滑顺处理,以控制网格形态,保证求解精度。 下面是某算例的部分命令流: ∗KEYWORD ∗TITLE ALE $ ∗DATABASEFORMAT 0 $$CONTROLOPTIONS$$ ∗CONTROLPARALLEL 1 ∗CONTROLENERGY 2222 ∗CONTROLALE 3121.00000001.00000000.0000001.0000000 1.0000e+90.0000000.0000002 ∗CONTROLTIMESTEP 0.00000.900000.000.00 ∗CONTROLCONTACT 0.00000000.000000010200 0000 ∗CONTROLTERMINATION 0.100E+0500.000000.000000.00000 $$TIMEHISTORY$$ ∗DATABASEBINARYD3PLOT 0.1000E+03 ∗DATABASEBINARYD3THDT 0.1000E+02 ∗DATABASEEXTENTBINARY 00310000 004000 $ $$SECTIONDEFINITIONS$$ ∗SECTIONSOLID 21 ∗SECTIONSOLIDALE 15 $ $$MATERIALDEFINITIONS$$ ∗MATRIGID 27.802.100.2800000.00.00.0 1.007.007.00 ∗MATRIGID 37.802.100.2800000.00.00.0 1.006.007.00 ∗MATRIGID 47.802.100.2800000.00.00.0 1.006.007.00 ∗MATNULL 11.00000000.00000001.00000−80.00000000.00000000.00000000.0000000 ∗EOSLINEARPOLYNOMIAL 11.00000−61.92100−30.00000000.00000000.40000000.40000000.0000000 0.00000000.0000000 $ $ $$PARTSDEFINITIONS$$ $ ∗PART Part1forMat4andElemType1 1111000 $ ∗PART Part2forMat2andElemType1 2220000 $ ∗PART Part3forMat3andElemType1 3230000 ∗PART Part3forMat3andElemType1 4240000 $$RIGIDBOUNDRIES$$$
$
*CONTACT_SURFACE_TO_SURFACE
1 2 3 3 0 0 0 0
0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0 0.00000.1000E+08
1.0000 0.0001 0.0000 0.0000 1.0000 1.0000 1.0000 1.0000
*CONTACT_SURFACE_TO_SURFACE
1 3 3 3 0 0 0 0
0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0 0.00000.1000E+08
1.0000 0.0001 0.0000 0.0000 1.0000 1.0000 1.0000 1.0000
*CONTACT_SURFACE_TO_SURFACE
1 4 3 3 0 0 0 0
0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0 0.00000.1000E+08
1.0000 0.0001 0.0000 0.0000 1.0000 1.0000 1.0000 1.0000
$
*DEFINE_CURVE
1 0 1.000 1.000 0.000 0.000
0.000000000000E+00 1.000000000000E-04
1.000000000000E+05 1.000000000000E-04
*BOUNDARY_PRESCRIBED_MOTION_RIGID
3 2 0 1 -1.00 0 0.000 5.00e3
*BOUNDARY_PRESCRIBED_MOTION_RIGID
4 2 0 1 -1.00 0 5.00e3 0.000
$
通常我们处理液面晃动采用上述方法,LS-DYNA求解器在下一个版本LS970中在MESHFREE功能上增加了更为稳定和高效的EFG技术,在解决此类问题上将给予我们更大的灵活性和更多的选择。
|
|