AUTODYN基础教程三.ppt

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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=0.0,T0.0,2023/4/6,70%redmaterialincentralcell30%bluematerialincentralcell,多物质欧拉求解器,材料传输GeneralVolumeOfFluidMethod（VOF）,2023/4/6,多物质欧拉求解器,材料传输SimpleLineInterfaceCalculation（SLIC）,LeftcellCentralcellRightcell,2023/4/6,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,2023/4/6,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,2023/4/6,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）,2023/4/6,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）,2023/4/6,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）,2023/4/6,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）,2023/4/6,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）,2023/4/6,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）,2023/4/6,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）,2023/4/6,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）,2023/4/6,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）,2023/4/6,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）,2023/4/6,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,2023/4/6,欧拉求解器,流入（P,e0）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,2023/4/6,欧拉求解器,流出（P=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,2023/4/6,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）,2023/4/6,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）,2023/4/6,多物质欧拉求解器,成型装药射流（2D轴对称）侵彻装甲板,2023/4/6,多物质欧拉求解器,成型装药射流形成/侵彻（3D）,2023/4/6,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。

2023/4/6,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）,2023/4/6,Euler-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。

2023/4/6,Euler-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,2023/4/6,映射,爆炸冲击波对建筑物的冲击1D-2D-3D欧拉映射,2023/4/6,Euler-FCT求解器,炸药爆炸形成球面冲击波,2023/4/6,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,2023/4/6,1/4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,2023/4/6,Euler-FCT求解器,建筑物中（Euler-FCT）爆炸,速度,压力,2023/4/6,Euler-FCT求解器,建筑物中（Euler-FCT）测量点,2023/4/6,Euler-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。

2023/4/6,基础培训三,1、欧拉求解器2、起爆设置3、流固耦合,2023/4/6,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,2023/4/6,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,2023/4/6,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,2023/4/6,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,2023/4/6,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,2023/4/6,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。

2023/4/6,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。

2023/4/6,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,2023/4/6,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,2023/4/6,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,2023/4/6,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,2023/4/6,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,2023/4/6,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,2023/4/6,起爆设置,选择Part；使用范围；设置开始时间。

手工设置起爆,2023/4/6,基础培训三,1、欧拉求解器2、起爆设置3、流固耦合,2023/4/6,ProcessEulerParts,ProcessLagrangianParts,SPH,欧拉-拉格朗日耦合,2023/4/6,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,2023/4/6,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,2023/4/6,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,2023/4/6,方式四：

自动耦合,欧拉-拉格朗日耦合,欧拉网格的流动区域,2023/4/6,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。

2023/4/6,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”。

2023/4/6,欧拉-拉格朗日耦合,多边形耦合例子,2023/4/6,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,2023/4/6,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,2023/4/6,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）,2023/4/6,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,2023/4/6,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,2023/4/6,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,2023/4/6,欧拉-拉格朗日耦合,多边形耦合,固定点（锚）,2023/4/6,欧拉-拉格朗日耦合,速度云图,压力云图,拉格朗日,冲击波对墙的冲击变形（2D）,欧拉,2023/4/6,欧拉：

高能炸药+空气拉格朗日：

混凝土,高能炸药对混凝土的作用（2D轴对称）,欧拉-拉格朗日耦合,2023/4/6,水下爆炸（2D轴对称）,欧拉-拉格朗日耦合,2023/4/6,欧拉-拉格朗日耦合,水下爆炸（2D轴对称）,2023/4/6,欧拉-拉格朗日耦合,火箭极间的分离,在AUTODYN-2D火箭模型用壳单元；高马赫数用Euler-FCT求解器；流入边界条件来描述火箭推进过程。

2023/4/6,耦合类型没有刚性耦合完全耦合快速耦合欧拉子循环Euler-FCTEulerGodunov厚度壳单元Euler-FCTEulerGodunov,欧拉-拉格朗日耦合,3D模型耦合菜单,2023/4/6,混合单元；如果单元覆盖部分小于设定的值（缺省0.5），覆盖单元被周围的单元混合EulerGodunov使用精确耦合算法；Euler-FCT能用精确算法和近似算法；EulerGodunov耦合和Euler-FCT耦合都能使用子循环；一个“Thickenedshell”选项用于3D壳单元与欧拉耦合。

欧拉-拉格朗日耦合,2023/4/6,欧拉-拉格朗日耦合,拉格朗日网格通常用于固体模型；高声速-时间步长小欧拉网格通常用于流体的流动；低声速-时间步长大因此，欧拉时间步长大于拉格朗日步长；不用子循环的话，将以拉格朗日的时间步长作为所有计算的时间步长（包括欧拉）；太小的时间步长容易引起欧拉求解过多的耗散。

欧拉-拉格朗日子循环（3D）,2023/4/6,子循环用来优化拉格朗日和欧拉时间步长；拉格朗日网格用小时间步长更新计算；拉格朗日用大时间步长更新计算；使用优化时间步长可以减少耗散。

欧拉-拉格朗日耦合,欧拉-拉格朗日子循环（3D）,2023/4/6,欧拉-拉格朗日耦合,选择流固耦合选项：

选择与欧拉耦合的拉格朗日Part；定义耦合厚度；连接耦合Part；察看耦合设置。

3D欧拉-拉格朗日单元耦合,2023/4/6,欧拉-拉格朗日耦合,壳单元在流固耦合中，定义人工厚度来进行欧拉耦合；人工壳单元厚度必须至少是它周围欧拉单元最小尺寸的两倍；人工厚度与物理模型的厚度是不同的。

3D欧拉-壳单元耦合,2023/4/6,壳单元,厚度壳单元,欧拉部分体积,壳单元的变形,欧拉-拉格朗日耦合,2023/4/6,爆轰压力（范围350035000kPa）,壳单元厚度（范围5.76.0mm）,欧拉-拉格朗日耦合,2023/4/6,刚体：

使用Fillparts定义模型：

Fillpart生成方式与拉格朗日相同；Fillpart仅仅用来定义覆盖部分。

欧拉-拉格朗日耦合,3D刚体耦合,2023/4/6,欧拉-拉格朗日耦合,3D完全耦合-EulerFCT,2023/4/6,欧拉-拉格朗日耦合,3D完全耦合-EulerFCT,内弹道分析,2023/4/6,完全拉格朗日/ALE/壳单元欧拉；在欧拉求解器中能用任何材料类型；与失效和侵蚀联合使用使用精确的耦合算法保证计算结果的可靠性；欧拉求解器被提高。

欧拉-拉格朗日耦合,3D完全耦合-多物质欧拉,2023/4/6,杆钢筋,拉格朗日混凝土,欧拉冲击波,欧拉-拉格朗日耦合,Euler-FCT/拉格朗日/梁耦合,冲击波对钢筋混凝土靶板的作用,2023/4/6,欧拉-拉格朗日耦合,Euler-FCT/拉格朗日/梁耦合,冲击波对钢筋混凝土靶板的作用,2023/4/6,欧拉-拉格朗日耦合,Euler-FCT/拉格朗日/ALE/壳耦合,地雷对坦克的惯性冲击作用,2023/4/6,欧拉-拉格朗日耦合,地雷埋在沙子里；沙子用拉格朗日；炸药用Euler-FCT；装甲结构用壳单元；Lag/Lag和Euler/Lag耦合。

2023/4/6,欧拉-拉格朗日耦合,汽车管式炸弹,2023/4/6,非结构刚弹碰撞欧拉铜板,欧拉-拉格朗日耦合,刚体欧拉耦合,刚弹碰撞平板,2023/4/6,舰船用刚性材料；水和空气用3D多物质耦合。

欧拉-拉格朗日耦合,刚体欧拉耦合,水下爆炸对舰船的破坏,2023/4/6,快速耦合：

欧拉给拉格朗日施加一个压力场，作为拉格朗日的边界条件。

欧拉-拉格朗日耦合,例子：

在一个封闭的箱体里，爆炸产生的高压气体膨胀对金属圆环的作用。

快速耦合（3D）,2023/4/6,快速耦合类似于完全的欧拉-拉格朗日耦合但是,从拉格朗日没有反馈到欧拉网格；在整个加载阶段，偏差是很小的。

快速耦合比较与完全耦合的优势在一个欧拉计算以后，多个拉格朗日计算可以实现；降低了计算时间、提高了效率。

欧拉-拉格朗日耦合,快速耦合（3D）,2023/4/6,欧拉-拉格朗日耦合,快速耦合（3D）,2023/4/6,将前面讲到的拉格朗日-拉格朗日碰撞例子用拉格朗日-欧拉来实现：

保持子弹为拉格朗日；改变靶板为欧拉；改变作用方式。

欧拉-拉格朗日耦合,