adina基本理論P(yáng)PT課件

1、ADINA主要模塊uADINAAUI：前后處理模塊uADINA Structure: 結(jié)構(gòu)分析模塊uADINACFD：流體動力學(xué)分析模塊uADINAThermal:熱分析模塊uADINAFSI：流固熱耦合分析模塊uADINATMC：熱/機(jī)械耦合分析模塊第1頁/共27頁AUI（ADINA User Interface）l 基于Parasolid內(nèi)核的實(shí)體建模l 幾何Parasolid接口l 有限元模型數(shù)據(jù)接口l 通用IGES幾何傳輸l 自動網(wǎng)格劃分l 加載和邊界條件l 模型列表l 結(jié)果列表l 等值線顯示l 流場粒子流顯示l 動畫生成l 圖形輸出l 用戶自定義l 在線幫助l 宏語言l 二次開發(fā)第2

2、頁/共27頁第3頁/共27頁ADINA Structureu靜態(tài)分析u模態(tài)分析u模態(tài)疊加u振型參與因子計(jì)算u線性屈曲分析u模態(tài)應(yīng)力計(jì)算u非線性屈曲分析u隱式瞬態(tài)算法u顯式瞬態(tài)算法第4頁/共27頁ADINA FSI（fluid structure interaction）流體和結(jié)構(gòu)的網(wǎng)格可獨(dú)立劃分，界面無需一致可考慮自由液面移動可考慮移動壁面問題流體區(qū)域發(fā)生變化時(shí)可網(wǎng)格重劃分ALE輸運(yùn)參量包括速度、壓力、位移等。任何流體和結(jié)構(gòu)材料都可進(jìn)行耦合分析第5頁/共27頁ADINA有限元分析基本步驟第6頁/共27頁ADINA坐標(biāo)系 Global System(整體坐標(biāo)系) Local Coordinate

3、 System(局部坐標(biāo)系) Skew System(斜坐標(biāo)系) Geometry Triads(幾何坐標(biāo)架) Element Local Coordinate System(單元坐標(biāo)系) Orthotropic Axes System(用于與初始應(yīng)變軸或材料軸對齊的正坐標(biāo)系) Initial Strain Axes(材料軸) Result Transformation System(結(jié)果轉(zhuǎn)換坐標(biāo)系)第7頁/共27頁局部坐標(biāo)系 笛卡爾坐標(biāo) 柱坐標(biāo) 球坐標(biāo)第8頁/共27頁幾何建模 創(chuàng)建刪除點(diǎn)第9頁/共27頁創(chuàng)建刪除線l 直線l 弧線l 圓l 螺旋曲線l 多義線l 復(fù)合線l 截?cái)嗑€l 旋轉(zhuǎn)線l 拉

4、伸線l 變換線第10頁/共27頁創(chuàng)建刪除體 面構(gòu)造體頂點(diǎn)構(gòu)造體旋轉(zhuǎn)體拉伸體掃掠體第11頁/共27頁實(shí)例拉伸線旋轉(zhuǎn)體拉伸體旋轉(zhuǎn)軸第12頁/共27頁有限元模型第13頁/共27頁自由度 平動 轉(zhuǎn)動 溫度 梁的彎曲 多孔隙流體壓力 勢流體第14頁/共27頁材料 彈性 塑性 溫度相關(guān) 蠕變材料 變參數(shù)蠕變 橡膠/泡沫 巖土 其他第15頁/共27頁單元組 單元組是ADINA的一個(gè)重要概念，無論是直接建立單元，還是由幾何模型劃分有限元網(wǎng)格，都必須先定義單元組。單元組就像一個(gè)容器，每個(gè)單元組所容納的單元具有相同的單元類型、材料類型、位移插值公式、積分階次和其他控制信息。 桿單元 、2D實(shí)體 3D實(shí)體、梁單元

5、等參梁、板單元 殼單元、管單元 彈簧單元、通用單元 2D勢流體 3D勢流體 第16頁/共27頁模型控制參數(shù) 定義整個(gè)模型的幾 何非線性，缺省值 為小位移（小轉(zhuǎn)動） ，即不存在幾何非 線性。 大應(yīng)變僅適用于部分材料模型下的殼、二維和三維實(shí)體單元。 第17頁/共27頁流固耦合邊界要進(jìn)行流固耦合計(jì)算，需要分別在 Structure和CFD中建立結(jié)構(gòu)模型和流體模型，然后把兩個(gè)模型一起放到FSI中進(jìn)行求解。因?yàn)锳DINA允許流體和結(jié)構(gòu)區(qū)域使用不同的網(wǎng)格，所以流固耦合界面上的網(wǎng)格并不匹配。因此即使兩個(gè)模型的幾何圖形相同，其離散化后的網(wǎng)格模型也有可能并不相同，導(dǎo)致存在距離。然而，兩個(gè)離散模型邊界之間的距離必

6、須很小。第18頁/共27頁 第19頁/共27頁網(wǎng)格劃分 網(wǎng)格劃分密度 生成單元節(jié)點(diǎn)第20頁/共27頁施加載荷 速度 壓力 反力 集中力 點(diǎn)、線、面、體第21頁/共27頁方程求解設(shè)置重啟動單元選擇求解器u迭代法/直接法u容差u松弛因子第22頁/共27頁FCBI有限體積法 局部滿足質(zhì)量動量守恒，具有更好的穩(wěn)定性和精度FCBIC提供Simple、simplec、piso算法。計(jì)算量小，可劃分更多網(wǎng)格。適用于使用Sliding mesh邊界條件的模型?？梢阅M渦流問題可用于迭代流固耦合算法。FCBI相比FCBIC計(jì)算量大很多。可用于直接流固耦合算法?？捎糜诟咚倏蓧嚎s流體的計(jì)算可選用直接求解器或迭代求解

7、器。非FCBIu相對于FCBI單元計(jì)算量大。u可用于直接流固耦合計(jì)算。u可用于高速可壓縮流體的計(jì)算。u模擬流固熱耦合更準(zhǔn)確。u可選用直接求解器或迭代求解器。第23頁/共27頁定義時(shí)間函數(shù)和載荷步u時(shí)間函數(shù)定義了載荷比例因子隨時(shí)間的變化過程，可以用于控制載荷隨時(shí)間的變化。u時(shí)間步序列用于控制求解過程中的時(shí)間步增量。第24頁/共27頁求解FSI在很多耦合問題中，流體 的作用力引起結(jié)構(gòu)的變形， 同時(shí)結(jié)構(gòu)的位移又影響流場 的形態(tài)，這種類型叫“雙向 耦合”，使用Normal FSI求 解計(jì)算。u在某些情況下，結(jié)構(gòu)的變形非常小，它對流體的影響可以忽略。只有流體的應(yīng)力需要施加到結(jié)構(gòu)上，流體與結(jié)構(gòu)模型之間不需要迭代，這類耦合稱為“單向耦合”，使用Fluid Only和Structure Only 來求