CEL分析
關注創建者：幻想飛翔 創建時間：2019-05-31
CEL分析的視頻教程
樁貫入土體的CEL分析
對于大變形體，常規的分析容易導致網格扭矩過大而不能繼續計算，本次課程手把手操作，講解樁貫入土的cel分析過程，在國外的文章中也有比較implict，explicit和CEL的模擬過程，證明了CEL的優越性。
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CEL分析技術的理論與應用
本課程通過理論結合案例的方法對CEL技術進行了介紹，通過本課程你可以學到： CEL方法基本理論； Volume Fraction Tool方法； Abaqus的更多操作小技巧。
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CEL分析的實例教程
課程內容
認識Abaqus中的歐拉分析和CEL方法，了解CEL技術在流固耦合和結構大變形分析中的應用和高級技巧，CEL油箱晃動案例。
課程概覽
1.Abaqus中的歐拉分析和CEL方法
2.CEL流固耦合應用
3.CEL結構大變形分析應用
4.歐拉邊界條件
5.CEL高級應用
6.CEL分析的的適用性
案例講解
CEL在油箱晃動問題中的應用
課程對象
流固耦合分析、結構仿真工程師，CAE相關專業高校學生
培訓時長
2小時
培訓時間
4月9日19：30
主講講師簡介
USim
資深CAE工程師，具有7年工作經驗，擅于結構分析、流固耦合、毀傷分析等領域。
費用：免費
點擊圖片或點擊報名鏈接報名：http://www.yqgqt.org.cn/live/10721
展開 文檔中相關文件【dam_deflection_cel.py】【dam_deflection_cel.inp】
對同一個模型來講，通常，拉格朗日建模方式計算更加準確，計算效率更高，因為所有的幾何體都采用拉格朗日單元類型，而CEL建模方式的計算更加耗時，且產生的文件更大，一個直接的原因是流體或大變形幾何體是歐拉體模型，采用歐拉單元建模，而歐拉單元的數量要明顯多于相應的拉格朗日模型的單元數量。
但是，如果模型要經歷極大變形，那么這兩種建模方式的優劣就要好好評價一下了。在大變形分析中，拉格朗日模型容易發生網格畸變，網格畸變區的計算結果準確性將會大打折扣，產生不可信的結果甚至計算中斷得不到結果；而CEL模型在犧牲一定的幾何模型精度和結果準確性的前提下，計算會非常穩定，網格不會發生畸變，相較于拉格朗日的網格畸變區反而會得到更加合理的計算結果。所以，在選擇建模分析方式時，尤其是大變形分析，兩種方法孰優孰劣，需要結合一定的經驗和以往案例，選擇折中處理或者兩種都用以綜合衡量。
本篇案例是一個鉚接案例，如下面的示意圖所示。 ? 具體的模型長下面這樣：左邊是中央截面圖，右面是實物圖，上下兩部分是沖模，張揚帶孔圓盤是固定模板，上下兩部分沖模同時施力以使鉚釘達到最終的變形。 ? 這個過程很明顯是一個極限大變形過程，我們可能關心這個過程中的三個問題：
1、 鉚釘在成型過程中的變形是否適當？
2、 成型后，鉚釘是否有足夠的力量保持材料的連接？
3、 成型過程工具的壓力是否足夠？
那么這三個關心的問題我們可以考察分析鉚釘的變形位移、成型后的等效塑性變形和成型過程中的沖模受力等變量，去評估我們關心的問題從而做出一些結論或改進。 本案例不再進行step by step的演示，各位小伙伴可以自行練習。下面來具體看一下分析模型和相關結果。 ?
左邊是拉格朗日建模，右邊是CEL建模。兩種建模方式中，接觸全部采用無摩擦通用接觸。
展開 傳統有限元的拉格朗日分析（Lagrangian analysis），材料屬性與網格節點相關聯，材料伴隨著網格 變形而發生形變，當解決極端變形的情況時，會由于單元的變形扭曲而失去原有的精度。
歐拉分析（Eulerian analysis）方法，其網格節點空間固定，材料不隨單元變形而是在單元間流動，可有效地解決極端變形以及包含流體流動的問題，所以諸如液體晃動、氣體流動、穿透問題等均可通過歐拉分析有效處理。
歐拉分析雖然可有效處 理流體流動分析，但在捕捉結構流固交界面上存在一定困難。 此時，可應用耦合歐拉-拉格朗日分析（CEL）功能進行求解。
本案例模擬水箱中水輪葉片轉動帶動水運動的過程，采用顯示動力學CEL（Coupled Eulerian-Lagrangian）方法進行流—固耦合分析。
有限元建模主要過程：
1. Part和Assembly模塊
建立以下三個Part，并對三個Part實例進行裝配。
reference：3D- Deformable-Solid類型
shuilun：3D- Deformable-Shell類型
water：3D-Eulerian類型
2. Property模塊
創建兩種材料steel和water，分別賦予shuilun（截面類型為Shell，Homogeneous）和water（截面類型為Eulerian）部件。其中，水介質流動視為近似不可壓縮的、粘性層流流動。采用線性Us -Up Hugoniot形式的Mie-Grüneisen狀態方程描述水介質的體積響應。
3.
展開 模型分享011——水下爆炸沖擊仿真 ￥29.9
如圖所示，建立了水下爆炸的幾何模型，模型整體采用CEL方法建立歐拉區域，共分為空氣、水體和炸藥三部分，空氣和水體的材料屬性中分別對密度、Eos狀態方程和粘度進行定義，密度和粘度參數大家可以直接在網上檢索到，在此就不進行介紹了。以下參數僅供參考，狀態方程中空氣波速和水體波速c0分別設置為340和1483（單位制：m，下同）。對于炸藥的參數，以TNT炸藥的參數進行簡單設置，材料需要定義JWL類型的EOS狀態方程，TNT的密度為1583，爆炸波速為6930，A為438440000000，B為4445000000，omega為0.35，R1為4.15，R2為0.9，爆炸點根據實際的位置進行設置。材料屬性設置好之后，創建截面屬性時，需要將歐拉截面同時分配空氣、水和炸藥三種材料。
將模型倒入裝配后，在Step模塊中對分析類型進行設置，進行Explicit顯示動力學（CEL分析只能用顯示動力學）分析，分析時間為50s。在場輸出中設置畫面為100幀的動畫，場輸出變量與歷史輸出變量默認，此外場輸出變量的默認輸出項中就包括關于歐拉體的一些選項。
在接觸模塊中，如果模型中還需要分析爆炸沖擊波對艦船、船塢以及其他結構體造成的損傷，還需要設置通用接觸，通用接觸（CEL分析只能用通用接觸）中摩擦屬性分別為法向硬接觸（Hard Contact）和切向的罰摩擦。
在載荷模塊中，首先設置的是模型整體的重力場，然后是對歐拉體的四個側面進行單方向的位移約束，以及底面的完全約束，防止模型中的水體流出邊界。最后是對整個歐拉體的材料屬性進行分配，此步驟是完成仿真的關鍵。通過預定義場中的材料分配功能，如下圖中所示，分別對歐拉體的材料進行分配，圖中左側的1表示歐拉體所賦予的材料屬性。
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</span></h2><p>前段時間分享了用Abaqus CEL方法分析侵徹爆破問題，詳情見：</p><p><br></p><p><br></p><div contenteditable="false" width="100%">
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徐文杰采用CEL算法模擬分析了滑坡涌浪這一復雜的流固耦合問題，模擬結果與試驗結果的高吻合度證明了CEL算法的巨大優越性。宋慶華利用ABAQUS的CEL功能實現燃油箱晃動的流固耦合分析，為產品設計提供了寶貴的參考。
1.4.2.4 Abaqus應用
Abaqus/Explicit求解器包含了CEL算法，且具有如下特性與優勢：
1）高速計算。
最近在ABAQUS中開展了CEL大變形分析，其中涉及到應變軟化子程序的嵌入，特此將最近的學習心得和各位分享一下，為大家避坑。
此文檔為VUSDFLD子程序如何在CAE中激活的步驟詳解，希望可以為有需要的朋友帶來幫助！如果有不正之處也請大家批評指正（新手小白的瑟瑟發抖）。
發現了一些問題，請查看最新版的文件！！
分析方法及應用講解
4、離散剛體、解析剛體的區別與應用講解
5、歐拉域邊界條件設置方法
6、模型初速度條件施加方式
7、流固耦合后處理渲染動畫
8、ABAQUS軟件學習提升方法
Ls-Dyna下小球碰撞重啟動評估
Workbench三維切削分析
Ls-Dyna下輪胎自由落體仿真評估
LS-DYNA塑性材料沖擊破碎仿真評估
LS-Dyna立柱沖擊真評估
二、ABAQUS
ABAQUS CEL
將模型倒入裝配后，在Step模塊中對分析類型進行設置，進行Explicit顯示動力學（CEL分析只能用顯示動力學）分析，分析時間為50s。在場輸出中設置畫面為100幀的動畫，場輸出變量與歷史輸出變量默認，此外場輸出變量的默認輸出項中就包括關于歐拉體的一些選項。
abaqus小球入水CEL流固耦合分析
該例本是一個平面應變問題，但歐拉分析（CEL分析）只能在三維空間中進行，所以厚度暫取5。上個歐拉案例中提到，為了施加靜水壓力，深度方向只能是Z方向。因此可以直接在part模塊建立XY平面上的部件（厚度為Z向），之后在Assembly模塊，將整個assembly旋轉一下便可。而且為了分割實體方便，這里裝配成獨立實例（直接分割實例）。
4.載荷
（1）初始的材料賦予（material assignment）
在歐拉分析或CEL分析中，最重要的一步即為歐拉域中的參考體賦予材料，通常有兩種方式。
5.硬件與計算時常分析
（1）計算機配置：整個CEL大變形分析是在DELL工作站上進行，配置為3.7 GHz 主頻Intel Xeon W-2255 CPU，128G memory。
（2）計算時間：CEL模型中有964712三維八節點歐拉單元，整個計算時間大概12h.
