《LS-DYNA典型的射流模拟过程》由会员分享，可在线阅读，更多相关《LS-DYNA典型的射流模拟过程（8页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、ANSYS坐标系总结工作平面（WorkuigPlane）工作平面是创建几何模型的参考（X,Y）平面，在前处理器中用来建模（几何和网格）总体坐标系在每开始进行一个新的ANSYS分析时，已经有三个坐标系预先定义了。它们位于模型的总体原点。三种类型为：CS,0:总体笛卡尔坐标系CS,1:总体柱坐标系CS,2:总体球坐标系数据库中节点坐标总是以总体笛卡尔坐标系，无论节点是在什么坐标系中创建的。局部坐标系局部坐标系是用户定义的坐标系。局部坐标系可以通过菜单路径WorkplanOLocalCSCreateLC来创建。激活的坐标系是分析中特定时间的参考系。缺省为总体笛卡尔坐标系。当创建了一个新的坐标系时，新
2、坐标系变为激活坐标系。这表明后面的激活坐标系的命令。菜单中激活坐标系的路径WoikplaiieChangeactiveCSto。节点坐标系每一个节点都有一个附着的坐标系。节点坐标系缺省总是笛卡尔坐标系并与总体笛卡尔坐标系平行。节点力和节点边界条件（约束）指的是节点坐标系的方向。时间历程后处理器POST26中的结果数据是在节点坐标系下表达的。而通用后处理器/POST1中的结果是按结果坐标系进行表达的。例如：模型中任意位置的一个圆，要施加径向约束。首先需要在圆的中心创建一个柱坐标系并分配一个坐标系号码（例如CS,ll）o这个局部坐标系现在成为激活的坐标系。然后选择圆上的所有节点。通过使用Piep7
3、Move/ModifvRotateNodalCStoactiveCS,选择节点的节点坐标系的朝向将沿着激活坐标系的方向。未选择节点保持不变。节点坐标系的显示通过菜单路径PltctilsSymbolsNodalCSo这些节点坐标系的X方向现在沿径向。约束这些选择节点的X方向，就是施加的径向约束。注意：节点坐标系总是笛卡尔坐标系。可以将节点坐标系旋转到一个局部柱坐标下。这种情况下，节点坐标系的X方向指向径向，Y方向是周向（theta）o可是当施加theta方向非零位移时，ANSYS总是定义它为一个笛卡尔Y位移而不是一个转动（Y位移不是theta位移）。单元坐标系单元坐标系确定材料属性的方向（例如，
4、复合材料的铺层方向）。对后处理也是很有用的，诸如提取梁和壳单元的膜力。单元坐标系的朝向在单元类型的描述中可以找到。结果坐标系/Postl通用后处理器中（位移，应力，支座反力）在结果坐标系中报告，缺省平行于总体笛卡尔坐标系。这意味着缺省情况位移，应力和支座反力按照总体笛卡尔在坐标系表达。无论节点和单元坐标系如何设定。要恢复径向和坏向应力，结果坐标系必须旋转到适当的坐标系F。这可以通过菜单路径Post1Optionsforoutput实现。POST26时间历程后处理器中的结果总是以节点坐标系表达。显示坐标系显示坐标系对列表圆柱和球节点坐标非常有用（例如，径向，周向坐标）。建议不要激活这个坐标系进行
5、显示。屏幕上的坐标系是笛卡尔坐标系。显示坐标系为柱坐标系，圆弧将显示为直线。这可能引起混乱。因此在以非笛卡尔坐标系列表节点坐标之后将显示坐标系恢复到总体笛卡尔坐标系。LS-DYNA求解中途退出的解决方案LS-DYNA在求解过程中由于模型的各种问题常发生中途退出的问题，归纳起来一般有三种现象：一是单元负体积，二是节点速度无限大，三是程序崩溃。1. 单元负体积：这主要是由于人工时间步长设置的不合理，调小人工时间步长可解决该问题。还有就是材料参数和单元公式的选择合理问题。2. 节点速度无限人：一般是由于材料等参数的单位不一致引起，在建立模型时应注意单位的统一，另外还有接触问题，若本该发生接触的地方没
6、有定义接触，在计算过程中可能会产生节点速度无限大。3. 程序崩溃：该现象不常发生，若发生，首先检查硕盘空间是否已满，二是检查求解的规模是否超过程序的规模。最后就是对于特定的问题程序本身的问题。当然对于程序中途退出问题原因是比较复杂的，不过对于其他一些刚开始就中断的现彖LS-DYNA都会提示用户怎样改正，如格式的不对，符号的缺少等等。LS-DYNA典型的射流模拟过程问题对于正在设计过程中的破甲弹，在试验之前了解其起爆、射流的形成及穿甲的全过程是非常重要的。计算模型一个完整的弹体，从起爆到射流穿甲全过程都可以在ANSYS/LS-DYNA完全模拟。在ANSYS/LS-DYNA中计算时，如果采用三维实
7、体进行计算时，炸药、药型罩、空气、泡沫等材料都最好考虑有状态方程，弹壳可采用一般的弹塑性材料。Keyword文件中会涉及到如下材料相关的关键字：*MAT_HIGH_EXPLOSIVE_BURN*E0S_JWL*MAT_NULL*EOS_LINEAR_POLYNOMIAL*MAT_STEINBERG*EOS_GRUNEISEN*MAT_ELASTIC_PLASTIC_HYDRO*MAT_PLASTIC_KINEMATIC计算区域包括破甲弹弹体部分以及射流在空中行程路径周围的空气。其中炸药、空气和药形罩釆用ALE算法，泡沫、弹壳等可以釆用Lagrange算法。也可全采用Euler算法。计算到一定程
8、度，逐渐删除对计算影响越來越小的part。涉及到的关键字：*SECTION_SOLID*SECTION_SOLID_ALE*CONSTRAINED_LAGRANGE_IN_SOLID*ALE_MULTI-MATERIAL_GROUP_PART*INITIAL_DETONATION为了降低计算量，要充分考虑到弹体的对称性，计算模型只考虑取儿分之一即可。如图2所示。对各个部分划分非常细的均匀网格（特别是药形罩部分和弹体中心线射流拉长流动的区域），网格要求都是六面体的，选用S0LID164单元。载荷及边界条件由于计算是釆用儿分之一的弹体进行的，在切开的对称面上需要施加滑移边界条件。涉及到的关键字：*
9、BOUNDARY_SLIDING_PLANE*SET_NODE_LIST*BOUNDARY_SPC_SET计算结果处理计算过程中可逐渐删除泡沫、炸药、弹体外壳材料等影响已不大的PART。在LSPOST中可以非常方便的绘制系统动能、内能和总能量随时间的变化曲线。下图为系统动能随时间变化的曲线图：S.8650007979c0007092eM)006.206*0005.319e000443*QQ03.546crQOO2.660e0DQ1.773a-0008.865-0011.830c-006另外我们还非常关心速度场结果和密度场结果，下图及为一密度场计算结果:LS-DYNAuserinputTuae-
10、112MurtoryVaytableMljnin=l83U-00G.atelcanil31753maw-8：86512,atelemM95260n计算完成后，应和理论分析结果进行比较，并让专业设计工程师判断，如果有条件，可与试验结果进行比较。对实际工程设计应有较大的指导作用，特别适合于试验之前设计初期的方案选择，设计后期的方案验证等等。液面晃动液面晃动（sloshing）问题的研究在实际工程中冇重要的意义，比如在石化工业中广泛应用的人型储罐，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。卞面就ANSYS/LS-DYNA软件在这
11、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江S-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卞：*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；两种精度供选择一单精度、双精度。*section
12、_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_gioup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-matenal_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-matenal_system_cure定义ale系统的运动曲线。ale_multi-matenal_system_node通过一系列节点定义ale的运
13、动参考坐标系统。ale_multi-matenal_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，否则町以增人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,-般可设置为1。最后给出一个典型算例一水箱跌落的部分关键字：K
14、EYWORD*TITLEboxwater2.k:dioppmgawaterboxontoarigidplatformS=S1EXECUTIONCONTROLSS=*CONTROL_TERMINAnONSENDTIMENDCYCDTNONENDENGENDMAS0.050000000.000000000.0000000*CONTROL.TIMESTEPSDTINITTSSFACISDOTSLIMTDT2MSLCTMERODEMS1ST0.00000000.200000000.00000000.0000000000*CONTROL_ENERGYSHGENRWENSLNTENRYLEN2222s=S
15、3OUTPUTCONTROLS$*DATABASE_BINARY-D3PLOTSDTCYCLLCDTBEAM0.00050000*DATABASE_GLSTAT0.0001000$S5|SECTIONS|PARTS|DEFs$ss=十14$8BCrs+ICs+BODYLOADS+FORCEFIELDS$*LOAD_EODY_YSLCIDSFLCDDDRXCYCZC11.00京DEFINE_CURVESLCIDSIDRSFOOFFAOFFODATTYP1SX=abcissaY=ordmate0.0981.01.0981.0$S9LAGRANGIANCONTACTSCONSTRAINTS,.$SSFS=scalefactondfltSLAVEpenalstifiis(seeCONTROLL_CONTACT)SSFM=scalefactondfltMASTERpenalstifiis(seeCONTROLL_CONTACT)*CONTACT_AUTOMATIC_NODES_TO_SURFACESSSIDMSEDSSTYPMSTYPSBOXIDNIBOXIDSPRMPR3433SFSFDDCVCVDCPENCHKBTDTSSFSSFMSSTMSTS
