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2020/1/10WorkbenchAutoDYN系列教程32020/1/10基础培训三•1、欧拉求解器•2、起爆设置•3、流固耦合2020/1/10AUTODYN求解器类型LagrangeEulerALESPHShellBeam2020/1/10欧拉求解器•网格固定在空间，材料通过单元流动；•通常用于液体、气体和大变形物体。•带强度的多物质欧拉求解器(Euler-Godunov)：–材料从一个单元传输到另一个单元;–单元包含多种物质;–用于2D网格和3D正交网格。•EULER-FCT(FluxCorrectedTransport)求解器用于冲击波分析：–高精度的2D和3D；–用于2D和3D正交网格；–单物质(理想气体)。T=0.0T0.02020/1/1070%redmaterialincentralcell30%bluematerialincentralcell多物质欧拉求解器材料传输GeneralVolumeOfFluidMethod(VOF)2020/1/10多物质欧拉求解器材料传输SimpleLineInterfaceCalculation(SLIC)LeftcellCentralcellRightcell2020/1/10能量守恒状态方程动量守恒传输初始条件单元质量、动量和能量单元密度、应变率单元压力和内能单元偏应力面力节点加速度节点速度外力(边界条件)多物质欧拉求解器2020/1/10多物质欧拉求解器•指标空间方式；•多Part方式；•物理空间方式；•另外的填充方式。填充材料2020/1/10多物质欧拉求解器•指标空间填充：•Block通过块来填充材料；•Unused通过块来删除材料。填充材料(2D和3D)2020/1/10多物质欧拉求解器•选择一种网格类型中的单个或多个Part进行填充；•选择材料；•填充密度；•填充内能；•速度。•多Part填充：填充材料(2D和3D)2020/1/10多物质欧拉求解器•矩形填充：•通过两个点的坐标来围成矩形；•选择里面还是外面；•选择材料；•填充密度；•填充内能；•填充速度。•物理空间填充：填充材料(2D)2020/1/10多物质欧拉求解器•四边形填充：•通过四个点的坐标来定义四边形；•选择里面还是外面；•选择材料；•填充密度；•填充内能；•填充速度。•物理空间填充：填充材料(2D)2020/1/10多物质欧拉求解器•椭圆填充：•通过中心点坐标和XY半轴定义四边形；•选择里面还是外面；•选择材料；•填充密度；•填充内能；•填充速度。•物理空间填充：填充材料(2D)2020/1/10多物质欧拉求解器•抛物线填充：•通过系数ABC定义抛物线；•选择里面还是外面；•选择材料；•填充密度；•填充内能；•填充速度。•物理空间填充：填充材料(2D)2020/1/10多物质欧拉求解器•半边填充：•通过定义两点定义半边；•两点以上的半边为填充区域；•选择材料；•填充密度；•填充内能；•填充速度。•物理空间填充：填充材料(2D)2020/1/10多物质欧拉求解器•PartFill填充方式：•SelectParttofillcurrentPart；•Materialtobereplaced。•另外的填充方式：填充材料(2D和3D)2020/1/10填充的欧拉网格•2D多物质单元填充方式：•使用PartFill填充方式来填充复杂的形状：多物质欧拉求解器拉格朗日Parts填充材料例子(2D)2020/1/10•使用PartFill填充复杂的形状：拉格朗日Parts填充的欧拉材料位置多物质欧拉求解器填充材料例子(3D)2020/1/10欧拉求解器•对于在边界条件上的欧拉单元，缺省的边界条件是刚性墙(没有流动，速度=0.0)；•空单元网格同样需要定义边界条件。欧拉边界条件空单元填充单元缺省边界2020/1/10欧拉求解器•流入(P,ρ,e≠0)边界条件：•流入速度；•流入压力；•流入密度；•流入能量；•参考材料。欧拉流动边界条件2020/1/10欧拉求解器•流出(P=ρ=e=0)边界条件：•仅仅设置参考材料(2D和3D)；•Reverseflow(仅仅2D)；•如果流出边界条件仅仅是近似的，不要在关心的区域施加。欧拉流动边界条件2020/1/10•高速射流侵彻靶板；•空区域用来便于材料流动；•大变形；•边界条件用来减小模型尺寸；•材料强度。多物质欧拉求解器铜射流侵彻钢板(2D轴对称)2020/1/10多物质欧拉求解器•高能炸药在充满空气的圆柱中爆炸；•刚性边界；•网格的质量影响求解的结果精度。圆筒爆炸(2D轴对称)2020/1/10多物质欧拉求解器成型装药射流(2D轴对称)侵彻装甲板2020/1/10多物质欧拉求解器成型装药射流形成/侵彻(3D)2020/1/10多物质欧拉求解器总结•优势：•没有网格变形；•用于大变形问题；•初始分开材料的混合；•不需要重分网格；•通常较大的时间步长。•不足：•每次循环更多的计算时间；•材料流动的区域需要额外单元，网格要求高；•薄的部分需要较小的时间步长。2020/1/10多物质欧拉求解器传输边界条件流动边界条件Vx=7600m/s铜空物质钢空物质多物质欧拉练习(2D)2020/1/10Euler-FCT求解器•用来求解物理模型设计强间断如激波阵面、接触间断面在空间的传播，向爆轰波冲击传播问题，FCT会得到高精度的结果；•FCT是一种构造差分格式的方法，不是一种差分格式或某种算法；•网格固定在空间，材料通过单元面流动；•FCT的基本思想：在计算中引入修正的耗散项，使耗散被限制在非物理振荡的区域，控制数值耗散与数值色散效应。2020/1/10Euler-FCT求解器•无粘性流体流动；•单理想气体物质；•与拉格朗日耦合求解；•与Euler-FCT物质连接；•流入和流出边界条件；•映射到Euler-FCT；•可以用Euler或Euler-FCT求解器相互转换求解。Euler-FCT特点2020/1/10映射爆炸冲击波对建筑物的冲击1D-2D-3D欧拉映射刚性墙10kgTNT4m空气中爆炸2020/1/10最后的材料位置最终的压力云图最终的压力截面图初始材料位置Euler-FCT求解器炸药爆炸形成球面冲击波2020/1/10•空气中爆炸和传播；•用1D网格进行初始分析；•将1D映射到2D模型；•改变炸药的状态；•继续计算，直到爆轰波到达建筑物；•映射2D模型到3D模型中。Euler-FCT求解器爆炸冲击波对建筑物的冲击2020/1/101/4轴对称全模型压力云图Euler-FCT求解器爆炸冲击波对建筑物的冲击2020/1/10Euler-FCT求解器建筑物中(Euler-FCT)爆炸速度压力2020/1/10Euler-FCT求解器建筑物中(Euler-FCT)测量点2020/1/10Euler-FCT总结•优势：•高精度的欧拉求解方式；•用于爆轰波传播问题，具有精度高，求解速度快。•不足：•用于单物质；•材料没有强度。2020/1/10基础培训三•1、欧拉求解器•2、起爆设置•3、流固耦合2020/1/10高能炸药惰性材料初始点初始点有效路径无效路径直接路径起爆1直接路径起爆2起爆设置起爆时间直接起爆路径高能炸药2020/1/10#1惰性材料#3#2ABDCIIIIII起爆点B没有正确计算初始起爆点影响的范围#1区域I#2区域II#3区域III起爆设置起爆时间直接路径影响的范围2020/1/10起爆设置•如果选择直接路径(缺省)，起爆时间通过起爆点到单元中心的直线距离来计算；•如果选择间接路径，起爆路径绕过惰性材料的最短有效路径决定；•单元起爆时间通过变量ALPHA显示。起爆时间直接路径影响的范围2020/1/10起爆设置间接的单点起爆起爆时间在阴影区域的爆炸时间精确计算2020/1/10在阴影区域的爆炸时间计算起爆设置起爆时间间接的多点起爆2020/1/10起爆设置•起爆类型：2D和3D；•起爆方式：•2D：点、直线、圆环、手工设置；•3D：点、平面、圆柱面、球面、手工设置。2020/1/10起爆设置•Delete：删除起爆设置；•Review：查看起爆信息；•Path：设置起爆路径方式；•Plotdetonationpoints：在视图中显示起爆位置。2020/1/10起爆设置•点起爆：•设置X、Y、Z坐标；•计算开始时间或设置开始时间；•选择Part；•使用范围。点起爆2020/1/10起爆设置•线起爆：•定义两点坐标来定义一条直线；•设置开始时间；•选择Part；•使用范围。直线起爆2020/1/10起爆设置•圆环起爆：•定义圆环中心X、Y坐标；•定义圆环半径；•设置开始时间；•选择Part；•使用范围。圆环起爆2020/1/10起爆设置•平面起爆：•定义平面类型；•定义平面位置；•设置开始时间；•选择Part；•使用范围。平面起爆2020/1/10起爆设置•圆柱面起爆：•定义平面类型；•定义平面位置；•设置开始时间；•选择Part；•使用范围。圆柱面起爆2020/1/10起爆设置•球面起爆：•定义平面类型；•定义平面位置；•设置开始时间；•选择Part；•使用范围。球面起爆2020/1/10起爆设置•选择Part；•使用范围；•设置开始时间。手工设置起爆2020/1/10基础培训三•1、欧拉求解器•2、起爆设置•3、流固耦合2020/1/10ProcessEulerPartsProcessLagrangianPartsSPHComputeTimeStepCalculateInteractionofLagrangianPartsComputeMotionofInteractionNodesandPolygonsPreandPostProcessingCarryoutEditsLag.ALEShellBeam欧拉-拉格朗日耦合2020/1/10方式一：不用的网格欧拉-拉格朗日耦合欧拉网格的流动区域2020/1/10方式二：合适的网格(仅2D欧拉多物质)欧拉-拉格朗日耦合欧拉网格的流动区域2020/1/10方式三：多边形(仅2D欧拉物质)覆盖的区域欧拉-拉格朗日耦合欧拉网格的流动区域2020/1/10方式四：自动耦合欧拉-拉格朗日耦合欧拉网格的流动区域2020/1/10•多边形的使用：–欧拉-拉格朗日耦合–欧拉-刚体耦合欧拉-拉格朗日耦合多边形(仅用于2D)特征：1、多边形沿区域逆时针覆盖形成；2、最后一个多边形点连接第一个点，形成一个封闭区域。2020/1/10欧拉-拉格朗日耦合•欧拉施加压力给拉格朗日多边形；•拉格朗日多边形给欧拉施加流动边界；•使用精确的耦合算法(Euler和Euler-FCT)；•不考虑摩擦；•局部接触力通过接触段积分；•部分覆盖单元被合并-“混合”。P2P12020/1/10欧拉-拉格朗日耦合SHELLEULERLAGRANGE多边形耦合例子2020/1/10•多边形通过阻挡欧拉的体和面单元来对欧拉施加流动约束欧拉-拉格朗日耦合多边形的流动约束2020/1/10•耦合类型：–None；–自动；•容易使用；•能用于侵蚀；•用于模型中所有的单元；•不能用于壳单元。–多边形；•不能用于侵蚀；•能用于Lagrange,ALE和壳单元。•没有欧拉子循环。欧拉-拉格朗日耦合2D模型耦合菜单2020/1/10欧拉-拉格朗日耦合自动耦合拉格朗日自动与欧拉耦合(不需要设置多边形)2020/1/10欧拉-拉格朗日耦合•多边形设置：•New：新建多边形；•Delete：删除多边形；•Velocity：定义速度边界条件；•Porosity：定义渗透性。多边形耦合2020/1/10欧拉-拉格朗日耦合•建立多边形：•通过屏幕使用Shift+鼠标右键来选取点；•选择点；增加点；•移动点；•删除点；•精确设置每个点的坐标。多边形耦合2020/1/10欧拉-拉格朗日耦合•耦合设置：•建立/删除耦合；•选择多边形；•选择欧拉Part。多边形耦合2020/1/10欧拉-拉格朗日耦合多边形耦合固定点(锚)2020/1/10欧拉-拉格朗日耦合速度云图压力云图拉格朗日冲