第九講流固耦合

第九講

流固耦合Blendedcells自動耦合拉格朗日體的（Lagrangepart）整個外表面自動和歐拉進行接觸歐拉施加壓力給拉格朗日歐拉施加的壓力通過拉格朗日表面進行積分得到節(jié)點力拉格朗日相當于給歐拉施加了流動約束

它們之間不考慮摩擦部分覆蓋的單元被自動合并（

Blended）自動接觸能夠考慮侵蝕拉格朗日部分(LagrangeParts)通過覆蓋歐拉網(wǎng)格的體積(volumes)和面(faces)將流動約束施加給歐拉物質(EulerParts)為了流動約束有效時間，拉格朗日部分的厚度必須大于歐拉單元的尺寸要達到最好的耦合效果，拉格朗日單元尺寸應該大于歐拉單元尺寸推薦的比例為2:1歐拉流動約束

Fixed(anchor)pointsCoveredregion多邊形耦合-PolygonCoupling僅適用于在2D歐拉多邊形（Polygon）就相當于給歐拉施加的約束

不考慮摩擦多邊形的點可以固定(anchored)也可以附著在拉格朗日面得節(jié)點上多邊形耦合必須在2D歐拉-殼(Euler–Shell)作用中使用如果沒有歐拉-殼(Euler–Shell)作用自動耦合式更好的選擇多邊形耦合不能考慮侵蝕EULERSHELLLAGRANGE多邊形的例子耦合類型None自動-Automatic(polygonfree)容易使用可以考慮侵蝕必須應用于整個模型不能用于殼多邊形不能考慮侵蝕能夠用于Lagrange,ALE和Shell沒有歐拉子循環(huán)2D流固耦合設置菜單LagrangeEuler速度云圖壓力云圖例子:沖擊波對墻的沖擊變形

(2D)多物質歐拉:炸藥+空氣（HE+Air)拉格朗日:混凝土例子:爆炸侵徹混凝土(2D)接觸,侵蝕

和耦合可以在分析中同時使用

(必須使用自動耦合)結構的失效和破片的飛散流體/氣體通過失效/破碎的部分泄露出去包含有沖擊波載荷和結構碰撞載荷軟件的主要優(yōu)勢之一接觸,侵蝕

和耦合耦合類型剛性全耦合弱耦合歐拉子循環(huán)歐拉爆轟波求解器多物質歐拉求解器厚度殼歐拉爆轟波求解器多物質歐拉求解器3D耦合菜單拉格朗日網(wǎng)格通常用于固體模型；高聲速-時間步長小歐拉網(wǎng)格通常用于流體的流動；低聲速-時間步長大因此，歐拉時間步長大于拉格朗日步長；不用子循環(huán)的話，將以拉格朗日的時間步長作為所有計算的時間步長(包括歐拉)；太小的時間步長容易引起歐拉求解過多的耗散。子循環(huán)用來優(yōu)化拉格朗日和歐拉時間步長；拉格朗日網(wǎng)格用小時間步長更新計算；歐拉用大時間步長更新計算；使用優(yōu)化時間步長可以減少耗散。歐拉子循環(huán)殼單元在流固耦合中，定義人工厚度來進行歐拉耦合必須為殼定義人工厚度人工殼單元厚度必須至少是它周圍歐拉單元最小尺寸的兩倍人工厚度與物理模型的厚度是不同的對多個殼連接時，默認殼法線方向可以不考慮

厚度殼

NoJoinDefaultJoinCustomJoin殼

厚度殼歐拉體積分數(shù)

變形殼厚度殼使用拉格朗日或FillParts建立固定的剛性幾何體拉格朗日可以在AUTODYN中生成，也可以從外部導入(比如從Workbench)用來定義覆蓋的部分分析過程中覆蓋的部分不改變非常有效耦合類型:剛性耦合類型:全耦合拉格朗日和歐拉網(wǎng)格進行動態(tài)相互作用覆蓋的體和面在每個時間不均參與計算效率沒有剛性耦合高為有效的載荷周期進行耦合計算不需要歐拉網(wǎng)格時，將其刪除磚混結構的炸藥庫中27噸炸藥爆炸(ESH)

歐拉沖擊波求解器全耦合-建筑物中爆炸氣體在膛內(nèi)流動，出口處膨脹泄壓歐拉沖擊波求解器全耦合-內(nèi)彈道炸藥和水用多物質歐拉求解器鋼質筒使用拉格朗日求解器全耦合-水下爆炸BeamReinforcementsLagrangeConcreteEulerBlast全耦合-爆炸侵徹鋼筋混凝土全耦合-地雷爆炸空氣爆炸全耦合破片碰撞接觸侵蝕余留的慣性全耦合–爆炸侵徹RPGRPG爆炸沖擊波和破片對CFRP翼箱的破壞空氣中爆炸采用沖擊波求解器RPG殼體(破片)和翼箱采用拉格朗日求解器流固耦合接觸+侵蝕CalculationperformedbytheErnst-MachInstitute手榴彈的爆炸和破片管式炸彈爆炸和毀傷效果CourtesyAFSafetyCenterandtheAFResearchLab全耦合–IED爆炸StandardGlazingPolycarbonateGlazingTestinLargeBlastSimulator全耦合–玻璃碎片有效減低飛散玻璃碎片的危險，德國國防部對各種汽車玻璃進行了安全評估:完整汽車模型試驗AUTODYN模擬全耦合–剛體碰撞剛性彈沖擊平板剛體歐拉耦合全耦合–水下爆炸水下爆炸對艦艇的影響剛體歐拉耦合剛體殼水和空氣使用3D多物質歐拉全耦合–水面爆炸對艦艇的影響靠近艦艇的空氣中爆炸剛體歐拉耦合剛體殼水和空氣使用3D多物質歐拉全耦合–爆炸對艦艇殼體的沖擊變形靠近艦艇的空氣中爆炸剛體歐拉耦合剛體殼水和空氣使用3D多物質歐拉LPGTankerExplosionCDC(CertainDangerousCargoes)BargeExplosionPassengerFerry全耦合-運輸船爆炸應用歐拉給拉格朗日施加一個壓力場，作為拉格朗日的邊界條件第一步:歐拉計算結構可以是Lagrange,ALE,Shell或者FillParts3D壓力場被順序存儲在壓力場文件中第一個場文件包含有歐拉的集合數(shù)據(jù)第二步:拉格朗日計算場文件中的壓力作用到拉格朗日的外面表拉格朗日表面初始位置和歐拉單元之間進行場的自動映射兩個場文件之間的壓力數(shù)據(jù)通過自動線性插值得到耦合類型:弱耦合ExampleHighpressureexpansionaroundametallicringinenclosedbox弱耦合例子第一步:歐拉計算創(chuàng)建場文件第二步:拉格朗日計算應用場文件快速耦合類似于完全的歐拉-拉格朗日耦合但是,從拉格朗日沒有反饋到歐拉網(wǎng)格；在整個加載階段，偏差是很小的?？焖亳詈媳容^與完全耦合的優(yōu)勢

在一個歐拉計算以后，多個拉格朗日計算可以實現(xiàn)；降低了計算時間、提高了效率。弱耦合僅考慮壓力數(shù)據(jù)的映射當做節(jié)點力應用到拉格朗日網(wǎng)格僅施加在壓力場文件描述的空間場文件名文件名:IDENT_####.ADF####從0001開始弱耦合練習7–爆炸破壞混凝土目的:完成爆炸破壞混凝土板的建模和計算步驟:啟動AUTODYN初始設置

，2D