S-ALE作為LS-DYNA新增的ALE求解器，采用結構化正交網格求解ALE問題。S-ALE可生成多塊網格，每塊網格獨立求解。不同的網格可占據相同的空間區域。

S-ALE中定義了2種PART:

(1)網格PART：指S-ALE網格，由一系列單元和節點組成，沒有材料信息，僅是一個網格PART。由*ALE_STRUCTURED_MESH中的DPID定義，在所有ALE相關的關鍵字中，PID指的是網格PART ID。

(2)材料PART：材料PART沒有包含任何網格信息，S-ALE網格中流動的多物質材料與材料PART一一對應，可有多個卡片，每個卡片定義了一種多物質(*MAT+*EOS+*HOURGLASS)。其ID僅出現在*ALE_MULTI-MATERIAL_GROUP關鍵字中，其他任何對該ID的引用都是錯誤的。

定義S-ALE時用戶需要指定三個方向的網格間距。通過一個節點定義網格源節點，并指定網格平動，另外三個節點定義局部坐標系，并指定網格旋轉運動。

S-ALE建模過程有以下3個步驟：

(1)網格生成。生成單塊網格PART。由*ALE_STRUCTURED_MESH關鍵字卡片生成網格PART。由*ALE_STRUCTURED_MESH_CONTROL_POINTS關鍵字卡片控制X、Y、Z方向的網格間距。

(2)定義ALE多物質。定義S-ALE網格中的材料。對每一種ALE材料，定義一個PART,該PART將*MAT+*EOS+*HOURGLASS組合在一起，由此形成材料PART。然后在*ALE_MULTI-MATERIAL_GROUP關鍵字卡片下列出全部ALE多物質PART。

(3)填充多物質材料。初始階段在S-ALE網格PART中填充多物質材料，這通過*INITIAL_VOLUME_FRACTION_GEOMETRY實現。

LS-DYNA中有數個關于S-ALE的關鍵字卡片(表1、表2)：

*ALE_STRUCTURED_MESH;

*ALE_STRUCTURED_MESH_CONTROL_POINTS;

*ALE_STRUCTURED_MESH_MOTION;ALE_STRUCTURED_MESH_TRIM等。

（1）*ALE_STRUCTURED_MESH關鍵字 

*ALE_STRUCTURED_MESH卡片用于定義3D網格，并激活S-ALE求解器。

表1 *ALE_STRUCTURED_MESH關鍵字卡片1

MSHID：S-ALE網格ID。此ID唯一。

DPID：默認的Part ID。生成的網格被賦予DPID。DPID指的是空PART,不包含任何材料，也沒有單元算法信息，僅用于引用網格。

NBID：用于生成節點，節點編號ID從NBID開始。EBID:用于生成單元，單元編號ID從EBID開始。

TDEATH：設置此S-ALE網格的關閉時間。關閉后會刪除S-ALE網格及與之相關的*CONSTRAINED_LAGRANGE_IN_SOLID和*ALE_COUPLING_NODAL卡片，ALE計算隨之停止，僅保留拉格朗日PART的計算。

表2  *ALE_STRUCTURED_MESH關鍵字卡片2

CPIDX、CPIDY、CPIDZ:定義沿每個局部坐標軸方向的數對(節點ID和值)的控制點ID。

NID0:在輸入階段指定網格源節點，隨后在計算過程中，在該節點施加指定運動，使網格平動。

LCSID:局部坐標系ID。

（2）*ALE_STRUCTURED_MESH_CONTROL_POINTS關鍵字

該關鍵字卡片為*ALE_STRUCTURED_MESH卡片提供間距信息，以定義3D結構化網格，

表3 *ALE_STRUCTURED_MESH_CONTROL_POINTS關鍵字卡片1

CPID：控制點ID。ID號唯一，被*ALE_STRUCTURED_MESH中CPIDX、CPIDY、CPIDZ所引用。

SFO：縱坐標縮放因子。用于對網格進行簡單修改。

●  SFO=0.0：默認值為1.0。

OFFO：縱坐標偏移值。

偏移縮放后的縱坐標值為：SFO×(定義的值+OFFO)。

N：控制點節點序號，類似于TrueGrid中的I、J、K。

X：控制點位置。

RATIO：漸變網格間距比。此值非零。

●  RATIO>0.0：網格尺寸漸進增大；

●  RATIO<0.0：網格尺寸漸進減小。

傳統ALE中的邊界條件如非反射邊界、節點約束等同樣適用于S-ALE,但定義過程與之稍有不同，下面介紹S-ALE非反射邊界定義流程：

(1)通過*DEFINE_BOX選擇面。

(2)通過*SET_SEGMENT_GENERAL將BOX框定的面定義成SEGMENT SET。

(3)通過*BOUNDARY_NON_REFLECTING將SEGMENT SET定義為非反射面。

文章來源：精準CAE部落