AUTODYNChapter無(wú)網(wǎng)格SPH求解器實(shí)用教案

1、 一項(xiàng)求解連續(xù)介質(zhì)動(dòng)力學(xué)問(wèn)題相對(duì)較新的技術(shù) 用相互作用的粒子（插值點(diǎn)）離散求解域 不存在網(wǎng)格 沒(méi)有網(wǎng)格變形問(wèn)題 (與拉格朗日相比) 不需要侵蝕模型 Lagrangian 技術(shù) 非常有效 (僅僅材料存在的區(qū)域需要模型) 物質(zhì)界面清晰 (與拉格朗日相同) 包含了復(fù)雜的本構(gòu)關(guān)系(gun x) SPH 粒子能和Lagrange, Shell 和ALE parts 通過(guò)定義接觸來(lái)實(shí)現(xiàn)相互作用光滑光滑(gung hu)粒子動(dòng)力學(xué)粒子動(dòng)力學(xué) (SPH)第1頁(yè)/共16頁(yè)第一頁(yè)，共17頁(yè)。 SPH使用粒子，但不是(b shi)簡(jiǎn)單的質(zhì)量粒子，而是差值點(diǎn)； 通過(guò)插值點(diǎn)可以求出每個(gè)離散點(diǎn)的函數(shù)值和其他相關(guān)值 函數(shù)值

2、通過(guò)核函數(shù)近似 其中，MJ為例子J的質(zhì)量；WIJ為權(quán)重函數(shù)；X為粒子中心點(diǎn)的位置；h為光滑長(zhǎng)度或粒子尺寸。00.10.20.30.40.50.60.7-2-1.5-1-0.500.511.52WrI-J3IJ2J1J3J4WI-J3xI-xJ/hhN1JJIIJJIh,xxWm密度(md)計(jì)算光滑光滑(gung hu)粒子動(dòng)力學(xué)粒子動(dòng)力學(xué) (SPH)第2頁(yè)/共16頁(yè)第二頁(yè)，共17頁(yè)。I 如果是多元模型, 需要對(duì)范圍(fnwi)內(nèi)的所有粒子進(jìn)行求和 2D區(qū)域?yàn)閳A 3D為球面光滑粒子光滑粒子(lz)動(dòng)力學(xué)方法動(dòng)力學(xué)方法第3頁(yè)/共16頁(yè)第三頁(yè)，共17頁(yè)。 幾何 (區(qū)域) 幾何模型通過(guò)(tnggu)以

3、下方式定義 預(yù)定義形狀 (Predefs) Lagrange / Fill Parts無(wú)網(wǎng)格無(wú)網(wǎng)格(wn )模型的生成模型的生成Lagrange Part Geometric Object第4頁(yè)/共16頁(yè)第四頁(yè)，共17頁(yè)。 Pack (Fill) 填充(tinchng)粒子 粒子之間的距離為一個(gè)光滑長(zhǎng)度 材料和初始條件施加給每一個(gè)粒子Geometric Object SPH Particles無(wú)網(wǎng)格模型無(wú)網(wǎng)格模型(mxng)的生成的生成第5頁(yè)/共16頁(yè)第五頁(yè)，共17頁(yè)。 超高速碰撞(pn zhun) (2D Axi-symmetric)無(wú)網(wǎng)格法應(yīng)用無(wú)網(wǎng)格法應(yīng)用(yngyng)第6頁(yè)/共16頁(yè)第

4、六頁(yè)，共17頁(yè)。 超高速碰撞(pn zhun) (3D) 垂直(chuzh) 傾斜無(wú)網(wǎng)格法應(yīng)用(yngyng)第7頁(yè)/共16頁(yè)第七頁(yè)，共17頁(yè)。 速度：1449m/s ，直徑：6.35mm 材料：鋼 帶裂紋軟化的Johnson-Holmquist 強(qiáng)度和 損傷 模型 球和靶板均為SPH 試驗(yàn)和仿真對(duì)比，吻合(wnh)的非常好 陶瓷(toc)靶碰撞 Normal 無(wú)網(wǎng)格法應(yīng)用(yngyng)第8頁(yè)/共16頁(yè)第八頁(yè)，共17頁(yè)。試驗(yàn)(shyn)(Hazell)SPH模擬(mn)無(wú)網(wǎng)格法應(yīng)用(yngyng) 陶瓷靶碰撞第9頁(yè)/共16頁(yè)第九頁(yè)，共17頁(yè)。S P H 求 解 比 拉 格 朗 日 代 價(jià) 高

5、 ；S P H 模 擬 要 求 大 小 一 樣 的 粒 子 ；S P H 與 拉 格 朗 日 作 用 的 求 解 方 法 ： 將 模 型 中 低 速 變 形 的 區(qū) 域 才 用 拉 格 朗 日 求 解 器 求 解 ， 高 速 區(qū) 域 采 用 S P H 求 解 ， 這 樣 求 解 的 優(yōu) 點(diǎn) ：變 形 小 的 區(qū) 域 用 拉 格 朗 日 求 解 準(zhǔn) 確 ；求 解 速 度 ( s d ) 快 ， 采 用 變 網(wǎng) 格 速 度 ( s d ) 更 快 。作 用 方 式 ： 連 接 和 S P H 與 L a g r a n g e 接 觸 。 2 D 和 3 D 使 用 “ B o x ” 類(lèi) 型

6、， 通 過(guò) “ E d g e p a c k i n g ” 方 式 和 矩 形 邊 緣 連 接SPH Lagrange連接連接(linji)第10頁(yè)/共16頁(yè)第十頁(yè)，共17頁(yè)。SPH Lagrange 連接連接(linji) Lagrange和 SPH 之間可以(ky)定義接觸第11頁(yè)/共16頁(yè)第十一頁(yè)，共17頁(yè)。聯(lián)合使用聯(lián)合使用SPHLagrange 連接連接(linji)和接觸和接觸Lagrange彈丸(dnwn)Beam 鋼筋外部(wib)使用Lagrange (和SPH連接)內(nèi)部使用SPH (和剛勁綁定)第12頁(yè)/共16頁(yè)第十二頁(yè)，共17頁(yè)。聯(lián)合使用聯(lián)合使用(shyng)SPHLa

7、grange 連接和接連接和接觸觸第13頁(yè)/共16頁(yè)第十三頁(yè)，共17頁(yè)。 Cutter Design #1 Cutter Design #2 材料(cilio)切削無(wú)網(wǎng)格法應(yīng)用(yngyng)第14頁(yè)/共16頁(yè)第十四頁(yè)，共17頁(yè)。練習(xí)練習(xí)(linx) 6 目的: 鳥(niǎo)撞機(jī)翼仿真步驟:在 Explicit Dynamics (ANSYS)中進(jìn)行( jnxng)前處理將數(shù)據(jù)傳遞到 AUTODYN將鳥(niǎo)體用SPH 填充在 AUTODYN中進(jìn)行( jnxng)分析第15頁(yè)/共16頁(yè)第十五頁(yè)，共17頁(yè)。感謝您的觀賞(gunshng)！第16頁(yè)/共16頁(yè)第十六頁(yè)，共17頁(yè)。NoImage內(nèi)容(nirng)總結(jié)一項(xiàng)求解連續(xù)介質(zhì)動(dòng)力學(xué)問(wèn)題相對(duì)較新的技術(shù)。SPH使用(shyng)粒子，但不是簡(jiǎn)單的質(zhì)量粒子，而是差值點(diǎn)。通過(guò)插值點(diǎn)可以求出每個(gè)離散點(diǎn)的函數(shù)值和其他相關(guān)值。函數(shù)值通過(guò)核函數(shù)近似。超高速碰撞 (2D Axi-sy