體積填充的案例
基于ls-dyna的循環爆炸數值模擬——完全重啟動應用
采用1/4建模，對稱面采用對稱邊界條件，空氣其余表面采用無反射邊界條件，炸藥采用體積填充法實現。
第一次爆炸完成后結構狀態和第二次裝藥：
第二次爆炸完成后結構狀態和第三次裝藥：
第三次爆炸完結構狀態
ANSYS/ls-dyna聚能射流破巖 ￥40
對于聚能射流案例的計算方法主要分為以下幾種：
采用對稱單元算法+網格自適應（二維）
采用二維單元+ALE算法（二維）
solid164單元+ALE算法（三維）
殼單元+ALE體積填充（三維）
該案例建模簡單，但對于前處理（網格）的要求非常高，在考慮計算時間成本的前提下，可合理采用過渡單元進行網格劃分。
二維案例：
三維案例：
以下為案例K文件，可供參考。
基于ls-dyna的循環爆炸數值模擬——完全重啟動應用
采用1/4建模，對稱面采用對稱邊界條件，空氣其余表面采用無反射邊界條件，炸藥采用體積填充法實現。
第一次爆炸完成后結構狀態和第二次裝藥：
第二次爆炸完成后結構狀態和第三次裝藥：
第三次爆炸完結構狀態
磨料水射流侵徹（含主要關鍵字）
說明一下：水（磨料）可以建立多個單元，也就是可以對多個單元通過體積分數法定義水（磨料）比例。
模型包括四部分：空氣，水，磨料，巖石，其中磨料通過體積填充法定義；空氣、水、磨料采用ale算法，巖石拉格朗日算法；空氣域和水（磨料）單元共節點；定義水（磨料）的初速度；流固耦合計算巖石損傷。
Rocky 4.5新功能亮點
全新：體積填充間隙系數
使用體積填充的方式向計算域中注入顆粒時，控制此系數來改變顆粒彼此之間的接近程度。
全新：API:Solver支持破碎模型
施加用戶自己的瞬時和/或離散（結合）破碎模型。
物理模型改進
——粗顆粒建模的改進
粗顆粒建模（Coarse Grain Modeling，CGM）現在支持考慮了滾動阻力的顆粒形狀，為Radl等模型提供了新的搜索距離乘數，并新增了用于后處理的顆粒CGM比例因子屬性。
全新：API:Solver支持熱模型
使用新的熱傳導和熱集成參數施加用戶自己的自定義熱模型。
全新：API:Solver支持接觸力
使用新的API:Solver來施加用戶自己的自定義切向力或沖擊能量模型。
API：求解器和相關模塊改進
——擴展的API:Solver和新增對自定義模塊的UI支持
使用擴展的API:Solver功能，創建用戶自己的自定義模塊，模擬自定義切向力、沖擊能量計算、表面磨損修改等。此外，Rocky UI中的更多元素支持通過自定義模塊（包括材料）提供的功能實現交互。
全新：點云可視化
使用了點云（一種排列在字段中的數據類型）的模塊現在可以在3D視圖窗口中可視化該數據。新的步距參數使您能夠減少所顯示的點數，這有助于加快大量數據的顯示速度。
展開 LS-DYNA | 水下爆炸氣泡脈動過程 ￥135
計算模型寬為10m，高為10m，其中上部分為空氣（3m），下部分為水（7m），通過體積填充的方式在水下5m處填充球形TNT藥包（半徑為2cm）。采用*INITIAL_HYDROSTATIC_ALE關鍵字施加由重力引起的靜水壓力梯度。
圖 計算模型
計算結果
通過計算最終得到了球形TNT藥包在水下5m處起爆后，前1.5個周期內氣泡脈動以及氣泡形狀的演變過程，如下圖所示。
圖 氣泡形狀變化
小結與思考
（1）氣泡脈動過程的模擬具有較高的網格尺寸敏感性，
（2）采用二維軸對稱模型能夠降低網格數量，且能實現很好的計算結果；
（2）另外*ALE_AMBIENT_HYDROSTATIC也能實現靜水壓力梯度設置。
模型K文件、建模視頻及講解文檔見付費內容，謝謝支持！
展開 農業機械清選仿真-Fluent-RockyDEM單向耦合
另外，我們在這里加一個體積填充條件。右擊Inputs，選擇Create Volume Fill，命名為stockgrain，設置Particles和Regoin如下。Region當中的Seed坐標指的是填充顆粒最初發生處的坐標，這個保證在右側腔體內即可。然后幾何中選中所有wall作為限制種子填充的硬邊界。同時在box bounds中設定一個長方體區域將這個顆粒體積填充區域限制其中，需要輸入長方體的中心坐標和各維的長度。相應的區域會在圖形界面中顯示。
CFD耦合設置：點擊CFD Coupling，下方的Coupling Mode下拉列表中選擇1-Way：Constant（Fluid-Particle），這便是穩態流場單向耦合離散元的方式。此時自動彈出一個文件選擇的對話框，選擇之前由Fluent導出的.f2r文件即可。我們會發現CFD Coupling下多出一個1-Way Fluent，點擊它左下角會出現一個設置粒子受力模型的地方。這里對于非球形顆粒，所有的Drag Law均設置為Schiller&Nauman，Lift Law選擇Saffman。
隨后點擊Domain Settings，勾選Use Boundary Limits，軟件根據幾何范圍自動確定計算域的范圍。
點擊Solver，設置Simulation Duration為5.8s，輸出頻率為0.05s輸出一個結果，在General選項卡中可設置CPU或GPU。貌似無需設置仿真的時間步長，這個可能是軟件根據模型情況自動決定的。最后點擊Start按鈕進行計算。
展開 水射流侵徹巖石模擬（含主要關鍵字）
模型包括空氣，水和巖石三部分；空氣和水采用ALE算法，巖石采用lagrange算法；水通過幾何體積填充法建立；流固耦合描述水和巖石的相互作用。
Fluent meshing（四十四）多域網格網格
圖1 描述幾何（Describe Geometry）
2
多區域網格的填充方式
Fluent Meshing 多域網格的填充方式有 4 種，分別是六面體平鋪（Hex-Pave）、六面體映射（Hex-Map）、棱柱（Prism）、混合（Mixed）。下面是具體的填充方式：
六面體平鋪（Hex-Pave）：使用六面體網格填充選定區域。所有連接的區域必須使用相同的體積填充類型。如果設置不同，區域填充類型將自動設置為使用此填充類型。
六面體映射（Hex-Map）：使用六面體網格單元填充選定區域。
棱柱單元（Prism）：用棱鏡元素填充選定區域。
混合（Mixed）：除了一些棱鏡棱柱網格單元外，還用六面體網格填充選定的區域。
圖2 多區域網格的填充方式
3
多區域網格的理解（Understanding Multizone Meshing）
從本質上講，多區域網格（multizone meshing）的概念相當于通過沿特定方向執行掃掠（sweep）來生成網格，通常涉及多個實體。該技術需要許多垂直于掃掠方向的源面和目標面，并使用它們來創建六面體（或以六面體為主）網格。
圖3 幾何案例
如果檢查圖 3：示例幾何圖形，則第一個插圖（1）表示單個實體，其中“可掃描”方向（Z）是從上到下。用戶需要提供垂直于該方向的所有面（即塊每一側的頂部兩個面和兩個大面）作為源/目標選擇。即使幾何體表示三個連接的實體（使用共享拓撲），多區域技術也將適用，在這種情況下，需要將其他共享面添加到源目標選擇中。同樣，多區域技術也可以應用于使用基本相同的選擇的圖3種的插圖（2）。
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 Moldex3D模流分析之如何應用熱流道穩態分析改善多模穴成型流動平衡
注：在CAE模式下，入料口流率的默認值為模穴體積除以填充時間；在機臺模式下，入料口流率的默認值則為模穴體積除以行程時間。
注：熱流道澆口壓力代表該澆口所受到的外部流動阻力(預設為0MPa)，建議使用者可先試行一組單模穴分析(不需包含流道系統，只需指定進澆點)，取得澆口壓力結果后代入熱流道穩態分析的澆口壓力設定。這種做法可獲得更精確的預測，并節省分析時間。
步驟3：于分析順序設定內選擇熱流道穩態分析，開始分析。
步驟4：開啟熱流道穩態結果記錄文件，檢查各澆口流率與流動平衡比，根據這兩項結果進一步修改熱流道幾何與配置，例如更改特定區域熱流道直徑或流道長度，以獲得更為平衡的流動。
注：熱流道穩態分析提供多種分析結果，對于此做法來說，較為關鍵的結果是流率與流動平衡比
步驟5：修改熱流道設計后重復步驟1至4。
應用二：熱流道穩態分析后，接續執行充填分析，以得到更真實熱流道信息
不同于充填分析，熱流道穩態分析考慮數次射出(直到平衡)后所累積的剪切生熱效應，例如不均勻/對稱熱流道溫度分布。因此若在熱流道穩態分析后接續充填分析，可取得更準確的熱流道初始訊息，會比以往的充填分析來得精準。以下為具體操作流程：
步驟1：重復上述步驟1與步驟2，新增并設定項目
步驟2：分析順序設定為先進行熱流道穩態分析，接著執行充填分析。
注：此分析順序需手動自定義，可參照下圖設定：
步驟3：計算完成后查看流動分析結果。
注：比較溫度、流動波前時間結果和充填結果紀錄文件，可觀察出在熱流道穩態分析─充填分析的差異。
展開 
重磅發布！Abaqus焊接仿真指南V2.0：從DFLUX子程序到FSW全流程詳解 ￥29.9
3?? 生死單元技術（Model Change）
想模擬真實的材料填充過程？必須掌握生死單元。文檔詳細演示了如何在Abaqus中設置 Model Change，以及如何通過 Python 腳本 自動創建大量的Set集和分析步，告別機械重復的體力活。
4?? 進階：攪拌摩擦焊（FSW）CEL法仿真
針對復雜的固相連接工藝——攪拌摩擦焊，指南中詳細講解了基于 CEL（耦合歐拉-拉格朗日） 方法的建模全流程。 從歐拉域的網格劃分、體積分數填充，到攪拌頭的剛體設置、下壓/旋轉/移動的邊界條件加載，再到使用Meta進行后處理，全流程無死角覆蓋。
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更重要的是，你在練習過程中遇到的報錯、環境配置（VS+IVF+Abaqus）等問題，都可以在星球內向我提問，我會一對一解答。
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寫在最后：仿真之路，道阻且長。這份V2.0版本的指南，是我對近期焊接仿真經驗的一個總結。希望能幫大家少走彎路，快速上手。如果你覺得有用，請點個“在看”支持一下！
展開 Griddle---FLAC3D和3DEC的高級網格劃分工具
這些結構，包括自由的內表面，在FLAC3D中自動取為網格面，在3DEC模型中被自動取為節理；快速形成高質量的模型域; 細化表面網格; 修復質量差的網格; 創建非結構化的體積網格填不漏水的區域；結構化的體積網格填充Rhino實體； 為對象分配名稱，這些名稱在FLAC3D和3DEC中作為組名。
Griddle插件共有10個可操作的組件，如下圖所示。Griddle使用網格劃分工具BlockRanger創建結構化的六面體網格，用網格劃分工具GVol創建非結構化的四面體或六面體網格。結構化網格的特點是單元之間有規則的連接，而非結構化的網格則由不規則的連接來識別。相對而言，結構化網格比非結構化網格能提供更精確的應力計算結果。然而，非結構化網格的生成速度通常要快得多；它們可以為任何復雜的幾何體創建，而且它們對尖銳的邊緣和角落更為有效。
展開 工匠網格筆記之一Workbench分網器
這些操作包括體積填充，相交和組合，以便在固體，流體和虛擬體之間建立協調網格。
也可以基于零件劃分裝配網格，此時零件是一個個完成分網的，此時不支持虛擬體。
工匠筆記：此節僅對流體網格，結構網格總是不能把零件都合并起來的。
3.2. 分網算法
按邊界處理方式，有邊界協調patch conforming與邊界獨立patch independent兩種算法，分別簡稱協調算法，獨立算法。算法可以在裝配級或者零件級運行。
3.2.1. 協調算法patch conforming
協調算法是一種分網技術，在給定的零件中重視容差范圍內所有的面及其邊界（邊和頂點）[稱為patch]。對于更小的特征和臟幾何，使用解構（defeaturing）技術克服其帶來的分網困難，虛擬拓撲也能達成同樣的效果。
協調算法通常會重視所有的拓撲。如果網格已經生成，改變對象（如載荷，邊界條件，選擇集等）的作用范圍，將自動繼承關聯的網格；即使拓撲檢查設置為yes，也不會重新分網。
注：如果進行了大量的解構，而對象作用于小面，需要注意分網器能捕捉到這些邊界；在這些特征上設置局部網格尺寸能夠很好的解決這一類問題。
細化（mesh refinement）適用于所有的協調算法。
應用
可在以下網格控制設置下使用協調算法，通常在零件級運行除非另外指定。詳見方法控制method control。
實體solid：
協調四面體patch conforming tetra
通用掃掠general sweeping
薄體掃掠thin sweeping
六面體主導hex dominant
工匠筆記：協調算法僅適用于實體，但不限于四面體
3.2.2.
展開 不同類型界面材料(ThermaI Interface Materials TIM )的特性與材料性質
1.熱界面材料的熱傳導率
熱界面材料主要是由高分子基材及導熱性填充料組成。但是由于一般高分子基材的熱傳導性不佳(約0.1--0.2 W/m.K)，因此需要通過添加導熱填充料來提高其熱傳導性，填充料的種類(如表6)所示，有無機粉末、金屬粉末及石墨粉或微細纖維。
表7所示是不同填充料的熱傳導率，依材料種類不同，從20---1000 W/m.K不等。
需要注意的是，填充料的熱傳導率會隨粒徑的變小而變差，如圖5所示。
另，由（圖六）可以看出，不同填充料體積百分率與界面阻抗對KTIM／Km的影響，也就是填充料體積百分率(?)越高，填充料與基材的界面阻抗(Rb)越低，則熱界面材料的熱傳導率越高。要降低填充料與基材的界面阻抗，有時必須添加表面活性劑，如Silances、Titanaters、Zirconates等來改善填充料的表面活性及分散后的流變特性與穩定性。
2.接合厚度(BLT)
影響熱界面材料熱阻抗的另一因素就是接合厚度。接合厚度是指TIM在一定的壓力下的
最小厚度。影響接合厚度的主要參數有填充料的粒徑、體積百分率，施加的壓力及TIM的粘性，其關系可以根據Prasher等人導出的半經驗式表示為：
TIM的屈服強度與填充料的體積百分率有關，填充料的體積百分率越高，TIM的粘性隨
之增加，TIM的屈服強度越高。因此，TIM就越難被壓縮，接合厚度較大。這也說明填充料的體積百分率越大時，雖然TIM的熱傳導率增加，但因為粘性及接合厚度也增加，所以TIM本身的熱阻抗(BLT/KTIM)不一定會降低，而是需要找到最適當的填充料體積百分率。此外，填充料粒徑過大也會造成TIM不易被壓縮，使接合厚度增大。
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