你不知道的CAE小常識(shí)（二十八）

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(jié)構(gòu)化網(wǎng)格（FEM網(wǎng)格），然后自編程序（網(wǎng)上有很多界面封裝較好的SPH粒子生成程序）在節(jié)點(diǎn)上/單元積分點(diǎn)/節(jié)點(diǎn)和單元內(nèi)部等部位配置SPH粒子，然后刪除掉FEM的Elements，即可。目前已知ANSYS前處理不支持粒子生成。lspp可以生成SPH粒子【#12樓，感謝zhuliuxian】，hm等未進(jìn)行相關(guān)操作，一般流行做法是利用小程序在節(jié)點(diǎn)上配置SPH粒子。

2）SPH控制的關(guān)鍵字：除常規(guī)關(guān)鍵字外，至少需要以下關(guān)鍵字SPH方可運(yùn)行，*Control_SPH，*Element_SPH，*Section_SPH

3）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(shù)值越大，支持域內(nèi)粒子越多，計(jì)算量越大。PS：此處并非真正的光滑長度h，而是一個(gè)系數(shù)，LS-DYNA已默認(rèn)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(zhì)量多大合適：mass value的取值不當(dāng)，會(huì)造成應(yīng)力波無法正常傳播，這個(gè)質(zhì)量可以根據(jù)具體問題進(jìn)行調(diào)整，但是在Mass=total mass/total number附近為宜。

5）SPH是否支持SPC邊界？Yes

6）SPH專用邊界關(guān)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(zhì)點(diǎn)及其相關(guān)屬性*ELEMENT_SPH、*SECTION_SPH和*CONTROL_SPH等關(guān)鍵字，保存修改后的單元類型、材料類型及參數(shù)、接觸方式、節(jié)點(diǎn)編號(hào)等設(shè)置，重新生成K文件。單元網(wǎng)格劃分一定要均勻，單元質(zhì)量=總質(zhì)量/粒子總數(shù)。由于是無網(wǎng)格方法，SPH算法要求粒子的初始質(zhì)量和坐標(biāo)滿足一定的條件：所有的SPH粒子應(yīng)具有相同的質(zhì)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。【詳見#12樓，感謝zhuliuxian】

8）如何進(jìn)行SPH-FEM聯(lián)合仿真：SPH方法中node與element其實(shí)是一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系，聯(lián)合仿真一般用接觸來實(shí)現(xiàn)，SPH接觸一般采用node形式，F(xiàn)EM接觸可進(jìn)行選擇node或者element。基礎(chǔ)理論與工程實(shí)踐一書中有彈體侵徹靶板的FE/SPH耦合計(jì)算實(shí)例。

9）虛粒子多少層合適：個(gè)人建議不低于3層。