歐拉邊界的案例
金屬絲拉拔成型的兩種方法——ALE與歐拉邊界應用 1
本次的分析分別采用了傳統的拉格朗日邊界模型和歐拉邊界模型兩種計算方式來進行對比分析，采用的計算模塊均為ABAQUS/Explicit，理論上用Standard也是可以完成前者的計算的，但由于帶有歐拉邊界的模型只支持顯式分析，所以就都采用顯式進行對比，至于Standard的分析，還請有精力的壇友幫忙補完，可能的話，版主會加分的（我猜的...）。
有限元模型
Case 1: 拉格朗日邊界的模型
模型的建立是很簡單的，如圖所示，左側較長的模型為金屬絲的模型，右側的小塊體模型為模具，之所以把模具的形狀建立出來而不采用解析/離散剛體來建模，這個原因后面我會解釋，由于Case 1采用的拉格朗日邊界，為了達到穩定的結果，需要為金屬絲建立足夠長的幾何形狀，這樣在金屬絲的下端給定一個速度，則金屬絲會在模具的限制下，產生塑性變形。
Case 2: 歐拉邊界的模型
Case 2中金屬絲的上下表面采用的是歐拉邊界，解釋一下“歐拉邊界”（這個是我理解的，不對的話還請指正），其實這里我用到的關鍵字是REGION TYPE=EULERIAN，準確的說是將原先的朗格朗日邊界的類型人工的設定為歐拉類型，這樣的話金屬絲就不用建立很長的幾何尺寸，一定程度上避免了有限元模型尺寸的過大，因為在給定下端速度的歐拉邊界后，金屬的材料會從絲的進口端(Inflow)源源不斷地“流入”，又從出口端(Outflow)源源不斷地“流出”，但為了消除圣維南原理中的局部效應，金屬絲的上下端均與成型區保持有足夠的距離。
展開 abaqus軋制 兩種方法 ALE與歐拉邊界 ￥10
問題描述：
采用傳統的拉格朗日模型和ALE（任意的歐拉-拉格朗日）模型兩種方法
ALE模型：板子左右采用歐拉邊界，采用關鍵字REGION TYPE=EULERIAN，材料從右端流入，左端流出。
這樣可以避免有限元模型尺寸過大和大變形等。
拉格朗日網格材料和網格一起動，充滿網格，歐拉網格固定，材料在網格內流動，可不沖滿網格。而ALE集合兩者的優點。
1，拉格朗日模型
尺寸 20×4，R30 單位毫米
質量縮放，加快分析速度；
2，ALE模型
建模過程基本一致
不同點：
選取ALE區域，設置頻率
設置ALE網格約束，將歐拉邊界網格約束住，修改inp文件關鍵字：REGION TYPE=EULERIAN
展開 淺談ALE自適應網格
ALE網格自適應方法結合了單純的拉格朗日方法與歐拉方法的分析特征，通常被稱為任意拉格朗日-歐拉方法。
在理解ALE網格方法之前，需要對拉格朗日方法與歐拉方法補一下課，先理解一下這兩種方法是什么樣的，有何區別。
拉格朗日方法：拉格朗日方法是比較經典的一種分析方法，它采用的是拉格朗日坐標來描述的，反映了物體質點與它每瞬間所處的位置關系，不同的坐標代表不同的質點，也稱為物質坐標，在有限元方法里面來說的話，也就是材料與網格結合在一起，網格代表坐標，材料也就是無數個質點，二者在整個分析過程中是聯系在一起的。
歐拉方法：在傳統的拉格朗日方法中，網格與材料是綁定的，也就是材料流動，網格也會隨之變形，拉格朗日網格始終是被一種材料填滿的，所以材料邊界與網格邊界是一樣的。相反，歐拉方法則不同，歐拉方法則是用歐拉坐標（也叫空間坐標）描述的。歐拉坐標只識別空間，所以也叫空間坐標，每一個坐標代表一個空間點，同一個空間點，在不同的時刻可以由不同的物質點占據。在有限元方法中來說的話，也就是歐拉網格與材料完全脫離，歐拉網格允許網格不被材料100%充滿（許多網格是部分充滿或者說是有空隙的），這樣的話，這使得需要在每一步增量對材料邊界進行計算。如果在歐拉方法分析過程中，某些材料流出了歐拉網格，那么這些材料就流失了，歐拉方法對其就不會起作用了。
ALE網格自適應方法結合了上述兩種算法特征，主要是用來使網格在整個分析過程中保持一種比較良好的狀態，不出現巨大的扭曲與變形（通常情況下網格與材料是聯系在一起的，當發生大變形的時候，材料流動顯著，這就會導致某些網格節點在材料流動的帶動下發生很大位移，造成網格畸變與扭曲，主要是在大變形或者材料破壞流失的情況下作用明顯）。
展開 Abaqus CEL方法在流固耦合和大變形分析中的應用
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。
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</p><p>建模視頻包括：幾何模型建立，材料參數設定，接觸設定，歐拉邊界設置，地應力場設定，網格劃分等。</p><p><br></p>
Abaqus滲流及流固耦合分析的認識
3、載荷及邊界條件
(1)通過(Load-creat-step-fluid-surfaceporefluid)選項定義沿著單元表面的外法線方向的滲流速度vn，當考慮降雨影響時可采用此載荷。
(2)邊界條件(Boundarycondition-creat-other-porepressure)選項定義孔壓邊界條件，此時要先假定浸潤面的位置，然后定義浸潤面上的孔壓為零，Abaqus會在后續的分析計算中自動計算出浸潤面的位置。Abaqus默認的是不透水邊界。
(3)當滲流自由面遇到臨空的自由排水面時，需要定義一個特殊的邊界條件。此時可以通過在inp文件中加入*Flow或*Sflow來定義
（二）流固耦合中的歐拉分析淺議
1、概述：
在傳統的拉格朗日分析中，節點是由材料確定的，材料變形則單元也變形。拉格朗日單元通常是100%的單一材料，因此材料邊界和單元邊界是一致的。
相對的，在歐拉分析中，節點是空間固定的，單元不會發生變形，而材料在單元間流動。歐拉單元可能不會是100%的充滿材料，很多情況下可能是部分的材料甚至是空的。因此，歐拉材料的邊界必須在每個增量步中進行計算，通常和單元邊界并不一致。歐拉網格通常是由簡單的矩形單元組成，為材料提供流動和變形的空間。一旦歐拉材料移動到歐拉網格以外，它就不再參與到歐拉分析中了。
歐拉材料可以通過歐拉-拉格朗日接觸（CEL）和拉格朗日單元聯系起來。這個強健而易用通用接觸特征能分析多場耦合仿真，比如；流固耦合問題。
2、應用：
歐拉分析在用于解決極端變形情況以及包含流體流動的情況很有效。在這些應用中，傳統的拉格朗日單元變得極端扭曲而失去了原有的精度。
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需求描述：ABAQUS DPC模型 三維軋制 ALE網格大變形 歐拉邊界 ，材料流入
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需求描述：求一個用COMSOL做滲流-蠕變耦合的案例以及相應求解步驟，我知道用PDE定義蠕變的本構，但是不知道具體怎么實現，有大佬給解答一下也可以，采納后會給相應的報酬。
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展開 有關近期采用ABAQUS調試FSW過程的一些問題總結
采用ABAQUS的ALE方法，歐拉邊界設定進行仿真FSW過程，當采用下壓量為固定的初始條件時，在我近期一個月的調試內，無論修改ALE還是修改材料模型，或者焊接參數，都無可避免的出現了攪拌針后側與材料脫離的問題，孔洞增大畸變停止計算。
對于這個問題，我了解到很多同仁都有遇到，但是在已經發表的文章以及畢業論文中，有些研究人員的確已經解決了這個問題，我本人多次向這些方面的學者求教，但是因為某些原因，還未收到任何答復。至此，我后期采用恒壓力的方式進行了邊界設定，并且采用更為簡單的彈塑性塑性應力，僅考慮溫度變化。在模擬結果中，
在焊接階段，的確解決了之前恒下壓量帶來的問題，但是卻遭遇了一個很奇怪的新問題，結果如圖所示：
隨著焊接進行，攪拌針下壓深度一直在增加，絲毫沒有和焊接工件表面建立動態力平衡的過程。起初以為是焊接速度太慢，但是增加速度，已經出現下壓量一直增加，表現為材料攪拌針下冊材料一直在軟化的問題。但從增加焊接速度，使得前進方向較低溫金屬流入的方式考慮，增加速度應該可以阻止下壓量一直增加吧。反正該方式沒解決此問題！
隨后，在焊接階段增加了下壓方向攪拌針位移為0的約束，這就導致跟恒位移建模一樣遭遇同樣問題！不可行！
再者，采用改變材料本構，增加塑性應變硬化，因為下壓量增加應變增加 材料應該更硬，抵抗攪拌頭下壓，但是采用JC參數后，貌似避免了該問題下壓，但是又出現攪拌針和后側材料脫離問題。（流動性差？），改JC后計算如下：
請問，各位同仁誰還有解決的辦法呢，歡迎評論呀
展開 身邊的力學-羽毛球是如何調頭的？Abaqus/Explicit動態+流固耦合分析 ￥99.9
邊界條件設置
通過Abaqus/Explicit仿真計算得到羽毛球在拍子擊打的瞬間，它的動態變形與運動狀態如下圖所示。
羽毛球受到球拍打擊的瞬間
我們還可以獲得羽毛球的速度曲線與其離拍之后的運動姿態，可以看到羽毛球在離拍的瞬間獲得60m/s的初始速度。
羽毛球上某測點速度曲線
你應該已經注意到了，上面的仿真結果中，羽毛球并沒有調頭啊？是的，我們忽略了一個極其重要的因素：空氣阻力。
由于打擊過程考慮了羽毛球的變形，再考慮流固耦合的話，計算耗時巨大，我們就單純的分析羽毛球姿態變化而言，合理地簡化一下這個過程：
a. 假設羽毛球從接觸到離開網拍的過程中（1ms左右），空氣對羽毛球的離拍速度影響可以忽略不計；
b. 假設離拍后空氣和羽毛球的相互作用過程中，空氣阻力致使羽毛球的變形是極小的，并且對于姿態分析是無關緊要的。
拋去這些次要因素，再通過流固耦合方法來分析羽毛球的姿態變化就簡單多了，在這個分析過程里，羽毛球考慮為剛體，剛體上的拉格朗日網格與空氣域的歐拉網格進行相互接觸。我們以前面的仿真為基礎，取離拍的瞬間，球頭豎直向下、初始速度60m/s，方向水平作為流固耦合分析時羽毛球的初始狀態。
注意，為了節省計算時間，這里僅對羽毛球可能劃過的區域進行空氣域建模，歐拉邊界離相互作用區域比較近，針對這個問題而言，要對所有面設置無反射邊界條件。
羽毛球姿態變化的CEL分析
通過Abaqus/Explicit計算可以得到羽毛球的姿態在空氣阻力作用下，調整為指向球頭的狀態。
展開 液固耦合-大桶水的跌落分析
在歐拉網格中，材料在固定的網格內流動，在每一個增量步中，計算每個單元內的材料分布，也就體積填充率。通過材料分布來描述流體的變形狀態。因此，歐拉材料邊界比傳統的拉格朗日材料邊界更適合用來描述極度的大變形現象，比如液體晃動。
網格中，使用一個規則的立方體來模擬歐拉區域。流體只能在這個歐拉區域內流動，因此歐拉區域要完整地覆蓋流體可能運動到的地方。歐拉和拉格朗日單元的重疊是允許的，因為流固耦合發生相互作用的區域為賦予拉格朗日材料的單元邊界和賦予歐拉材料的單元邊界。所以必須定義歐拉網格中歐拉材料的初始位置。
默認情況下，歐拉網格內是沒有任何材料的。歐拉部件在賦予截面屬性時并不是像常規部件賦予屬性一樣，它僅提供了一系列可以在歐拉區域內使用的材料。在創建完截面屬性后，用戶必須在load模塊的初始場定義中去為相應的歐拉網格區域賦予相應的材料屬性。
歐拉網格區域內材料的分布情況用Eulerian volume fraction-歐拉體積分數來定義，它表示一個單元內有多少體積是被賦予的材料填充。Abaqus/CAE提供了一個輔助材料填充定義的工具，極大地簡化了初始材料體積分數的定義，尤其是對于復雜歐拉材料區域的的定義。簡單地說就是通過volume fraction tool定義一個離散場。該離散場是歐拉體與參考體之間做的一個“交”布爾運算。該離散場被賦予相應的歐拉材料。
在后處理中可以通過觀察EVF變量來觀察流體材料的流動情況。
SPH技術方法中，水是使用連續的偽顆粒質點來模擬，在顯式分析的每一個增量步中，更新質點的運動。這種方法穩健第解決了大液面的猛烈晃動問題。偽顆粒使用PC3D單元來模擬，這種單節點單元可以以較少的單元數獲得較大的計算精度。abaqus/CAE不支持該方法，可以通過編輯關鍵字來生成INP。
展開 LS-Dyna 水下爆炸之流固耦合應用 ￥8
03材料和數值模型簡介
方形水域流場（歐拉域）大小為３０ｍｘ２０mx２０.６ｍ，水域中間長９ｍ范圍內局部加密,兼顧計算效率和計算精度網格尺寸的研宄過程，確定此處流場和炸藥的最小網格單元尺寸為0.2ｍｘ0.2ｍｘ0.2ｍ，兩端網格尺寸為0.4ｍｘ0.4ｍｘ0.4ｍ，為使數值模擬更接近真實爆炸場景，水域上方建立高為0.４ｍ的空氣層，炸藥位于船體的正下方。此外，歐拉域邊界設置為無反射邊界條件，以模擬無限流場防止材料流出，根據相同的方法建立炸藥位于舷側爆炸時的數值模型。
料參數及一般設置見K文件。下圖為工況示意圖，艙段為三段式，第一層為膨脹倉，內有橫豎隔板，中間倉水域填充，主要對膨脹倉（左一）產生的碎片進行緩沖，由于項目涉密，僅提供接觸式炸點K文件，模型經簡化脫密處理，但對于研究水下爆炸機理，流固耦合作用還是夠的。
04仿真模擬結果（K文件見下）
05水下爆炸流－固耦合接觸算法及ｋ文件設置
水下爆炸研究中的流－固耦合問題一直是重難點問題，該問題既包括炸藥的爆轟和沖擊波在水中的傳播過程，又包含有艦船結構大變形，兩者需有機的結合在一起。船體結構變形外力來源于炸藥爆轟后通過流體介質傳播到船體表面的沖擊波載荷，水下的船體表面不僅是載荷作用表面，也是流體流動的邊界，所以針對這類問題進行建模計算時，必須要考慮流－固耦合問題。
ＬＳ－ＤＹＮＡ程序通過ＡＬＥ方法在流固耦合界面處定義ＡＬＥ面，計算過程中歐拉網格可以隨著結構的變形而移動，Ｅｕｌｅｒ材料流動引起的壓力載荷變化通過耦合算法自動作用到結構的有限元網格上，在流體壓力作用下，結構網格發生變形，同時結構的變形也反過來影響流體材料的流動和壓力值，通過以上流體與結構間的相互作用可以得到完全耦合的流體－結構響應。
展開 
|最新免費|ABAQUS顯式動力學分析關鍵技術講解
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課 程 目 錄
訓練營主題
ABAQUS顯式動力學分析關鍵技術講解
開課時間：
2022.4.8(周五)，晚20:00-22:00
2022.4.9(周六)，晚20:00-22:00
訓練營內容及安排
?? 第1天
ABAQUS顯式動力學分析入門
1、ABAQUS應用介紹及各功能模塊介紹
2、ABAQUS有限元分析流程講解
3、ABAQUS殼體單元使用講解
4、獨立實體與非獨立實體應用講解
5、顯式動力學分析步的創建與輸出設定
6、顯式動力學分析步長影響因素及控制方法
7、重力載荷的施加方式
8、顯式動力學分析應用范圍及注意事項
?? 第2天
ABAQUS流固耦合分析入門
1、ABAQUS有限元分析流程
2、流固耦合分析方案及軟件選擇
3、ABAQUS CEL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
展開 Abaqus在汽車安全氣囊中的仿真應用
拉格朗日單元通常100%被賦予材料，所以材料邊界和單元邊界是一致的。相反的是，歐拉分析節點在空間中固定，材料通過不變形的單元流動。歐拉單元并不一定全都被賦予材料；有些單元一部分或者完全是沒有有材料的。仿真中的歐拉網格是一個簡單的網格，用來擴展歐拉材料邊界，提供材料移動和變形的空間。氣囊的充氣裝置由一些近似于流入點的節點來表示。每一個充氣節點所定義的矢量表示了氣體流動的方向。充氣單元節點的速度可以通過求解基于輸入質量流速率，區域和方向向量得到的動量方程得到。氣體進入氣囊的溫度和質量流速率通過與膨脹時間相關的函數定義在節點中。在實驗中，充入的氣體組成是隨時間變化的，但在仿真中，氣體的組成被假定為恒定不變。
一個歐拉單元可以在同一時間包含多種材料。在每一個時間增量，每個材料的歐拉體積分數（EVF）都會計算一遍，而且在EVF的基礎上，確定每個單元的材料面。這些歐拉材料面可以和拉格朗日材料面相互作用，如安全氣囊。歐拉域最初充滿氣體。當開始充氣，氣體填滿整個安全氣囊并讓氣體排出。
Abaqus/Explicitwww.featech.com.cn通用接觸包含了拉格朗日接觸和歐拉-拉格朗日接觸。后者只存在于充氣氣體和氣囊中。氣囊和外部氣體之間沒有定義接觸。氣體不會因為高的膨脹壓力而重新進入安全氣囊的假設是合理的。
結果和結論
這兩個模型采用的都是5mm的均勻歐拉網格。圖3和圖4給我們展示了應用CEL方法預測，扁平和褶皺安全氣囊的實驗對比。圖5給我們展示了這兩種仿真情況下各自的球頭加速度。對這兩種安全氣囊模型，加速度記錄和氣囊膨脹過程與是實驗結果非常吻合。
展開 二維歐拉網格人機對話前處理軟件設計
軟件具有以下優點：有較好的可繼承性，維護簡易，而且有較好普適性，稍加改動，可以通用于矩形網格歐拉計算程序的前處理；以人機對話的方式形成網格信息和計算區域內的流場分布，用戶界面友好，實現了“所見即所得”；具有較完備的容錯、糾錯能力，用戶可以進行“傻瓜式操作”；矩形與任意多邊形的相交算法不僅適用于歐拉方法的前處理，而且可以應用于歐拉方法的混合網格（包括自由面網格）界面處理、CEL方法的拉氏區域和歐拉區域耦合邊界的處理。經過進一步的改進，還可以應用于拉氏網格的重分 。
歐拉分析或CEL分析之案例二
歐拉域的邊界如圖所示，下側和右側固定（速度為零）。
建模
本例有兩個部件，一個用來模擬水的歐拉部件，一個模擬彈性大壩的拉格朗日部件，尺寸如下圖（mm）。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）。
材料
拉格朗日零件
歐拉零件
密度
1100 kg/m3
1000 kg/m3
彈性模型
1.2e7 Pa
泊松比
0.4
粘度
0.001 Ns/m2
c0
1500 m/s
s
0
Γ0
0
接觸：顯式通用接觸
載荷邊界
（1）將水屬性賦予對應的位置
以及相應的靜水壓力。（注：幫助文檔中為標準單位，這里用的是mm，N，s，tone單位制，單位要閉合）
（2）歐拉域底部z向速度和右側x向速度為零，以及歐拉零件厚度方向兩個側面y向速度為零；
拉格朗日零件上施加上半部分固定和y向對稱面約束。
展開 