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时间:2020-03-14
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1、ALE方法详解及各选项卡参数意义与设置(ABAQUS/Explicit)为了方便理解,先整体介绍一下ALE网格自适应方法的基本过程一个完整的ALE过程可以分为若干个网格remesh子过程,而每一次remesh的过程可以分为一下两步:1生成一个新的网格(createanewmesh)利用各种算法以及控制策略生成一个良好的网格2环境变量的转换(advectionvariales)也就是将旧网格中的变量信息利用remapping技术转换到新网格中,也有不同算法,其中包括静变量(应力场,应变场等)的转换与动变量(速度场,加速
2、度场等)的转换生成的新网格成功与否则在于对这两步的控制首先来看第1个大部分--对整个adaptiveremesh过程控制:包括两个方面:一个是对adaptiveremesh过程的算法控制,另一个对adaptivemesh过程强度的控制1.对adaptiveremesh的算法控制算法控制包括两部分算法控制,其一为网格算法控制,其二为变量转换算法控制(1)网格重画算法控制:在ABAQUS中是如何生成新网格的呢?即使用网格扫掠技术(meshsweeptechnique),每sweep一次,生成一套新的网格。但是当你使用的算
3、法不同时,sweep出来的网格也是不同的,打个不是很恰当的比方:用不同的工具做同一件东西,做出来的质量与精度会不一样,同样,用不同的算法来sweep网格,得到的网格质量也会不一样。在ABAQUS显示模块中,sweep算法用英语来说就是meshsmoothingmethod,有三种算法来sweep网格,如下所示:1)体积算法(volumesmoothing)该算法十分健壮,为默认算法,再绝大多数情况下适用2)拉普拉斯算法(laplaciansmoothing)耗费资源最少的算法,能力一般,作用与体积算法类似(一阶算法,
4、类似于求平均值),对于曲率比较高的曲线曲面边界时,效果不是很理想3).等位算法(equipotentialsmoothing)比较复杂的算法,是基于拉普拉斯算法的解之上的算法,对曲率较大的曲线曲面边界效果较好,在节点被非结构化网格包围时,次算法为推荐算法,若节点被结构化网格包围,其效果与体积算法类似。三种算法可以结合适用,利用权重值来定义,需要记住的是,三种算法各占的权值加起来必须等于1。在ABAQUSCAE中,在step模块中定义选项卡如下所示:(2)变量转换算法控制:在ABAQUS中是如何将旧网格中的环境变量转换
5、到新网格中的呢?即使用remapping技术,对于静变量(应力场,应变场,位移场等)的转换(advection),有两种算法即为一阶算法(firstorder)与(secondorder)算法,secondorder算法适用于所有问题,为推荐算法,一阶算法比较简单,占资源少,速度快;对于动变量(速度,加速度等)转换(momentumadvection),也有两种算法,elementcenterprojectionmethod与half-indexshiftmethod,前者为推荐算法,选择前者就ok了,如果想仔细研究
6、,查查ABAqus文档就可以了,里面写的很清楚。在ABAQUSCAE中,在step模块中定义选项卡如下所示:2.对adaptiveremesh过程强度控制在ABAQUS中如何对adaptiveremesh过程的强度进行控制呢??这就涉及到一下几个参数。(1)Frequency控制(频率控制),主要是对整个steptime中网格remesh的次数进行控制。Remesh次数n可以由n=Incrementnumber/Frequency来表达其意义,当frequency的值为i时,表示每i个增量步进行一次remesh;一个
7、典型的ALE过程,在每5-100个增量步就需要一次remesh,对于拉格朗日问题,改参数默认值为10,若变形实在太大,可适当调高,以增加网格重画的强度,对于爆炸,碰撞等变形时间极短的问题求解,则在每一个增量步都需要一次remesh,这时Frequency的值需要设置得很小,比如设为1,当然,adaptiveremesh过程的强度也很高,也会很废时。对于其他变形不是很剧烈的问题求解,该参数值可以适当调高。对于欧拉问题,默认值为1。(2)MeshSweeps参数控制,当该参数的值为n时,每一个remesh过程将对网格进行
8、n次sweep,其实这个参数可以理解为对整个adaptiveremesh过程的每一个子过程(remesh过程)的强度进行控制。那么,我们先来理解一下sweep的概念,每sweep一次,abaqus将利用我们设置好的算法(体积算法,拉普拉斯算法或等位算法)生成一套新的网格,但这个网格不一定是符合要求的,因此,需要在生成的新网格的基础上用同样的方式
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