【公益帖】LS-DYNA SPH方法使用注意事項(穿透和常規問題)

(I)節點穿透問題解決方案


摘錄國外某論壇(親測有效)

You may also want to consider defining a contact thickness for your sph particles, as they have no associated contact thickness. (Use ‘SST’ parameter in the *CONTACT card), otherwise interaction will not occur until the particle penetrates the segment (which is not correct due to the smoothing length, etc)

If the velocity is high, the default penalty stiffness may also need adjusting to prevent excessive penetrations.

Another consideration is to perhaps reduce the timestep (TSSLFAC on *Control_Tilmestep), as default 0.9 may be too large...

Contact_automatic_node_to_surface with the sph nodes as slave node set and Soft constraint option = 1

  1. 在Contact 中的SST定義粒子厚度

  2. 如果速度太快,在control_contact 中增加接觸剛度

  3. 強制減小最小時間步長,有可能是一個非常有效的手段 *Control_Tilmestep

  4. Contract中的soft=1

(II) SPH 常識性注意事項(LS-DYNA/SPH方法模擬中常見問題)

       1)K文件中如何生成粒子模型:先生成結構化網格(FEM網格),然后在lSPP中通過SPH的Generation可以直接生成

     2)SPH控制的關鍵字:除常規關鍵字外,至少需要以下關鍵字SPH方可運行,*Control_SPH,*Element_SPH,*Section_SPH3)光滑長度h的選用:*Section_SPH卡片Card1,item2,CSLH,合適的取值1.0~1.2,數值越大,支持域內粒子越多,計算量越大。PS:此處并非真正的光滑長度h,而是一個系數,LS-DYNA已默認為3*L,因此若CSLH取1.0,則h=CSLH*3*L,其中L為最大單元特征長度。

     4)SPH粒子質量多大合適:mass value的取值不當,會造成應力波無法正常傳播,這個質量可以根據具體問題進行調整,但是在Mass=total mass/total number附近為宜。

     5)SPH是否支持SPC邊界?Yes  如果是對稱面,不建議使用,建議用SPH專有的對稱邊界條件

     6)SPH專用邊界關鍵字:*Boundary_SPH_Flow, *Boundary_SPH_Symmetry_Plane.前者用于施加流體邊界,后者用于虛粒子配置。

      7)  LS-DYNA/SPH模型的建立方法:把有限元模型用LS-DYNA生成K文件,用文本編輯器編輯K文件,刪除*ELEMENT_SOID、*SECTION_SOLID等Lagrange單元信息,添加SPH質點及其相關屬性*ELEMENT_SPH、*SECTION_SPH和*CONTROL_SPH等關鍵字,保存修改后的單元類型、材料類型及參數、接觸方式、節點編號等設置,重新生成K文件。單元網格劃分一定要均勻,單元質量=總質量/粒子總數。由于是無網格方法,SPH算法要求粒子的初始質量和坐標滿足一定的條件:所有的SPH粒子應具有相同的質量,即同種材料的粒子(具有相同的初始密度)具有相同的體積。

      8)如何進行SPH-FEM聯合仿真:SPH方法中node與element其實是一一對應的關系,聯合仿真一般用接觸來實現,SPH接觸一般采用node形式,FEM接觸可進行選擇node或者element。 基礎理論與工程實踐一書中有彈體侵徹靶板的FE/SPH耦合計算實例


【公益帖】LS-DYNA SPH方法使用注意事項(穿透和常規問題)的圖1ANSYS+11_0_LS-DYNA基礎理論與工程實踐.pdf


     9)虛粒子多少層合適:個人建議不低于3層

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