01

Abaqus粒子生成器

Abaqus加入粒子方法以來（連續(xù)粒子6.11、離散粒子6.13），后續(xù)的版本不斷在完善它的功能：

• 2016版開始支持粒子生成器，用來自動生成DEM顆粒（離散粒子單元PD3D）
• 2018版能夠使用粒子生成器將SPH粒子（連續(xù)粒子單元PC3D）引入流域
• 2019版引入了充氣模擬的LKM方法，可以用粒子生成器來生成LKM粒子（離散粒子單元PD3D）
• 
  

DEM顆粒生成-噴丸強化

SPH粒子生成-水龍頭放水

???

LKM粒子生成-氣體發(fā)生器釋放氣體

在Abaqus中，這三種粒子都是通過關(guān)鍵字*particle generator自動生成，之前已有文章涉及DEM顆粒的生成，而LKM是比較新的技術(shù)，目前使用該方法的人也不是很多，后面大家有這個需求的話我再詳細闡述，這篇文章重點講解如何通過粒子生成器來生成SPH粒子。

02

SPH粒子生成技術(shù)

目前GUI界面下還無法使用粒子生成器，我們通過編輯inp文件來實現(xiàn)。

• 第一處編輯

首先需要定義一個粒子生成出口，然后創(chuàng)建一個粒子生成器，為它命名，指定生成粒子的單元類型，最大粒子總數(shù)，最后與粒子生成出口關(guān)聯(lián)起來，格式如下：

*PARTICLE GENERATOR, NAME=generator name, TYPE=PC3D, MAXIMUM NUMBER OF PARTICLES=number
*PARTICLE GENERATOR INLET, SURFACE=inlet_surface_name

緊接著剛才的編輯，為生成的粒子創(chuàng)建單元集合，并為之分配截面、材料屬性，定義SPH粒子的特征長度，格式如下：

*PARTICLE GENERATOR MIXTURE
particle_body
*SOLID SECTION, ELSET=particle_body, MATERIAL=water
Element characteristic length

注意：這一處編輯是在粒子生成出口的part層級來完成。

• 第二處編輯

在分析步激活粒子生成器，格式如下：

*PARTICLE GENERATOR FLOW, GENERATOR=generator name
Amp_flowspeed

這樣就完成了粒子生成器的定義，能在創(chuàng)建好的粒子生成出口上按照一定的速度、自動的生成指定材料的SPH粒子，直到達到最大粒子總數(shù)。

SPH粒子生成器-噴水口算例

03

復(fù)雜應(yīng)用案例

單純執(zhí)行SPH粒子生成沒有太大的實際作用，大多數(shù)情況下，我們還需要根據(jù)所分析問題的特點，指定SPH粒子的人工粘度、內(nèi)核公式（SPH/NSPH/XSPH）、追蹤區(qū)域（tracking box）、流出控制（outlet）以及定義PC3D單元與其他單元的接觸。

比如源源不斷的水流沖擊水車的過程，首先可以創(chuàng)建一個包含SPH粒子接觸的簡單模型，算完之后我們發(fā)現(xiàn)，大量顆粒沖擊水車后一直在模型中做自由落體運動，這勢必增大求解時的內(nèi)存負擔(dān)。

水車模型1-簡單接觸模型

這時我們可以“過河拆橋”，通過設(shè)置一個粒子流出邊界，使“完成使命”之后的粒子從模型中消失，效果就像CEL方法中的歐拉材料流出歐拉區(qū)域之后，不再參與分析（低版本注意：場變量Field Output必須輸出STATUS才能看到“粒子從出口流出后不再顯示”，高版本已默認輸出該變量）。

水車模型2-流出邊界模型

最后，在水車模型2的基礎(chǔ)上，給水車的輪軸上增加一些負載，讓轉(zhuǎn)動的水車帶動農(nóng)械運轉(zhuǎn)。

水車模型3-糯米捶打機復(fù)雜模型

inp文件獲取

永久免費

噴水口算例

鏈接：

https://pan.baidu.com/s/1Zdca5pzBp9K_v9XQfrEM7w

提取碼：dggm

付費獲取

水車模型3

注意：文件包含GUI界面不支持的關(guān)鍵字，請勿直接導(dǎo)入Abaqus新建job運行！運行方法參考此文。

建議：低版本無SPH生成功能，最好使用最新版Abaqus運行

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