貯液容器（含塑料瓶）廣泛應用于化工、食品包裝、儲運等領域。由于容器（含塑料瓶）在運輸和使用過程中常常會因為跌落或碰撞沖擊導致破損而造成損失和污染，因此，研究貯液容器（含塑料瓶）在跌落碰撞過程中的力學行為，對認識容器（含塑料瓶）跌落碰撞損傷機理，優化容器（含塑料瓶）結構，提高其安全性和使用價值意義重大。

貯液容器的跌落是一個典型的流固耦合問題，可采用LS-DYNA的ALE算法（任意拉格朗日歐拉算法）進行模擬。下面以一個封閉的裝水水箱為例，介紹ANSYS Workbench LS-DYNA分析此類型跌落問題的方法和步驟：

調用ANSYS Workbench中的LS-DYNA模塊，如圖1所示。然后使用ANSYS的CAD工具DesignModeler建立幾何模型，如圖2所示。

圖1 調用Workbench LS-DYNA  圖2 DesignModeler中建立幾何模型

雙擊進入“Model”后，對模型進行網格劃分、邊界條件設置、速度設置和分析設置，如圖3所示。設置完成后點擊“solve”求解，生成K文件，如圖4所示。

圖3調用Workbench LS-DYNA    圖4DesignModeler中建立幾何模型

通過Workbench LS-DYNA生成的K文件中關鍵字是不夠完善的，并不能直接遞交LS-DYNA求解器進行求解。K文件中所欠缺的一些關鍵字，在流固耦合分析中是必不可少的，如空材料的定義、跟隨坐標系的定義、空白域的定義以及狀態方程的定義等。

（1）LS-DYNA程序提供了運動的多物質ALE網格，可以方便地為多物質ALE算法定義跟隨坐標系

*ALE_REFERENCE_SYSTEM_NODE

*ALE_REFERENCE_SYSTEM_GROUP

（2）定義空材料和狀態方程的關鍵字

*MAT_NULL*EOS

（3）初始化空白域的關鍵字

*INITIAL_VOID_PART

（4）結構和流體之間耦合的關鍵字

*CONSTRAINED_LAGRANGE_IN_SOLID

（5）單元算法定義（單點積分的單物質加空白材料）的關鍵字

*SECTION_SOLID_ALE   ELF0RM=12

（6）在重力作用下產生下落的關鍵字

*LOAD_BODY

……

關鍵字的編輯或修改一般有兩種方法，一種是直接在ls-prepost中對關鍵字進行編輯設置，如圖5所示；另一種是在文本編輯器UltraEdit中對關鍵字進行編輯或修改，如圖6所示。當然也可以使用TEXT文本編輯器來編輯K文件，不過TEXT在此方面的專業性不及UltraEdit，尤其對于較大的K文件，使用TEXT打開將會很慢。

圖5 ls-prepost中編輯關鍵字              圖6 UltraEdit中編輯關鍵字

關鍵字編輯完成后，很難確保所有關鍵字編寫無誤，若直接遞交LS-DYNA求解器求解，計算一段時間后可能會報錯。這樣往往會浪費我們的時間，可以在求解之前先對關鍵字進行檢查，有針對性的將錯誤提前排除掉，具體檢查方法如圖7所示。圖中提示關鍵字LOAD存在錯誤，對LOAD進行重點查看，錯誤排查后如圖8所示，然后再提交至LS-DYNA求解器計算。

圖7 關鍵字錯誤檢查                圖8 關鍵錯誤排查

在ls-prepost中查看計算結果，可將計算得到的d3plot文件直接拖入至ls-prepost，勾選“Assembly and Select Part”中的“Fluid(Ale)”，便可查看裝水水箱整個跌落過程中液體水的流動情況，如圖9所示。