入水
關注創建者：LS+ 創建時間：2021-06-05
入水的視頻教程
基于6DOF和VOF多相流模型的楔形體入水仿真分析
應用fluent的6dof模型和VOF多相流對楔形體自由下落入水運動軌跡進行模擬 流場網格劃分方法； 6dof的設置，VOF多相流設置，動網格設置方法、求解注意事項等； 從建模到后處理整個流程的仿真思路；
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入水的實例教程
基于SPH法圓柱形航行體入水沖擊特性
1 研究背景及意義
從上個世紀 20 年代起，眾多學者就從理論上和實驗方面進行著手，對入水沖擊現象、沖擊載荷變化規律等方面開展了大量的研究工作。通過對入水沖擊問題的國內外現在進行調研發現，入水問題的研究對象多集中在小型運動體（如楔形體、圓柱體、射彈等），對于大尺度航行體入水沖擊問題研究較少，對此有許多重要問題尚未得到解決，一方面是由于大尺度航行體高速入水進行試驗的成本較高、測試難度較大，根據已公開發布的文獻，國內僅有部分水池支持實驗測試但研究深度和廣度較為有限，尚無法為該類研究提供成熟的技術支持。另一方面，大尺度航行體高速入水時間極短，對于速度、載荷等的監測和計算難度較大，因此采用仿真方法對該過程進行研究顯得尤為重要。
2 計算模型
3 LS-DYNA計算模型
4 計算結果
航行體入水的過程包括撞水、侵水、全沾濕后航行主要階段。 撞水階段指的是，運動體在其頭部接觸水面的極短時間內，頭部與水面發生碰撞。 當第一階段撞水結束以后，高速航行體以一定速度向四周排水，使周圍水體發生流動，隨航行體進入水中體積的逐漸增大，自由液面的隆起也變得越來愈越大，與水的接觸面隨之增大，從而擴大了航行體的沾水面積。此階段稱為“侵水階段”。全浸濕后運動階段作為航行體入水過程的最后一個階段，航行體表面的空泡完全消失，整個彈體表面都與開始水接觸，之后運動體進入了受控的彈道狀態。
展開 1、背景
結構物入水沖擊問題具有重要的工程應用背景，在船體砰擊、水上迫降、水上飛機、空投魚雷入水等都屬于這類問題，隨著現代軍事和民用航空航海領域的發展，這類問題也得到了越來越多的關注。結構物在入水過程中，會激起周圍流體介質的運動；反過來，流體介質對結構又施加各種反作用力，特別是在入水沖擊初期瞬態間過程中會遭受巨大的沖擊載荷，可能導致局部結構失效，對飛機的設計至重要對于入水沖擊問題的研究，主要是在理論研究、試驗研究和數值計算方法方面，但無論哪方面的研究上都具有一定難度。最初入水沖擊問題主要是針對入水試驗研究，隨著計算機技術和有限元技術的發展，研究者對數值模擬逐漸進行了大量的研究工作，并取得了一定的成就，但是由于有限元技術在網格上的限制，對入水這種大變形的問題進行模擬時，往往會造成網格畸變，無法計算。近幾年來，無網格的SPH方法在模擬大變形問題的優越性而越來越受到人們的重視。
本文運用SPH方法對楔形體入水的過程進行了模擬。
水和固體一樣，不像氣體那樣具有很好的可壓縮性，所以一般認為是不可壓縮的。但是事實上，理論上不可壓縮的流體實際上都是可壓縮的，只是變化不明顯。為了描述這種不明顯的可壓縮性，更好的模擬水的狀態，需要引進人工壓縮率。人工壓縮率的引進主要是把所有不可壓縮的流體都考慮為實際上是可壓縮的。因此，可以用模擬可壓縮的狀態方程去模擬不可壓縮流。在一些有限元軟件中（如Is-dyna），Gruneisen狀態方程用的比較多，用于模擬水和空氣等可壓縮的流體。
展開 基于SPH法圓柱形航行體入水沖擊特性
1 研究背景及意義
從上個世紀 20 年代起，眾多學者就從理論上和實驗方面進行著手，對入水沖擊現象、沖擊載荷變化規律等方面開展了大量的研究工作。通過對入水沖擊問題的國內外現在進行調研發現，入水問題的研究對象多集中在小型運動體（如楔形體、圓柱體、射彈等），對于大尺度航行體入水沖擊問題研究較少，對此有許多重要問題尚未得到解決，一方面是由于大尺度航行體高速入水進行試驗的成本較高、測試難度較大，根據已公開發布的文獻，國內僅有部分水池支持實驗測試但研究深度和廣度較為有限，尚無法為該類研究提供成熟的技術支持。另一方面，大尺度航行體高速入水時間極短，對于速度、載荷等的監測和計算難度較大，因此采用仿真方法對該過程進行研究顯得尤為重要。
2 計算模型
3 LS-DYNA計算模型
4 計算結果
航行體入水的過程包括撞水、侵水、全沾濕后航行主要階段。 撞水階段指的是，運動體在其頭部接觸水面的極短時間內，頭部與水面發生碰撞。 當第一階段撞水結束以后，高速航行體以一定速度向四周排水，使周圍水體發生流動，隨航行體進入水中體積的逐漸增大，自由液面的隆起也變得越來愈越大，與水的接觸面隨之增大，從而擴大了航行體的沾水面積。此階段稱為“侵水階段”。全浸濕后運動階段作為航行體入水過程的最后一個階段，航行體表面的空泡完全消失，整個彈體表面都與開始水接觸，之后運動體進入了受控的彈道狀態。
展開 開啟抨擊力監測，對圓柱入水抨擊系數展開監測。
3.9 后處理設置
對計算完成后的圓柱恒定速度入水動畫進行繪制。
流固耦合楔形體低速入水應變驗證 ￥2000
<p class="ql-align-center"><strong>流固耦合楔形體低速入水驗證</strong></p><p><br></p><p><strong>仿真設置 </strong></p><p>幾何建模和材料見文獻，通過提取對應位置的應力與試驗數據（入水速度2m/s）進行對比。<span style="color: rgb(25, 27, 31);">wechat1 cheaper</span></p><p class="ql-align-center"><img src="https://img.jishulink.com/msimage/202412/d38ce6ba918ecf0ab9db6562be1cc10d.png" width="234"><img src="https://img.jishulink.com/msimage/202412/1b713dcbead997cc532f4408cb14de33.png"></p><p><strong>結果</strong></p><p>楔形體應變發生在最大入水時刻，仿真數據與試驗數據誤差4%，且入水過程0.01s內應變與試驗數據趨勢變化一致。驗證了STARCCM&ABAQUS協同計算的有效性。</p><p>1.對比了數值與試驗應變時歷曲線。
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入水的最新內容
<p>基于LS-DYNA軟件，水采用SPH，球體為DEM</p><p><br></p><figure style="text-align: center;" class="ql-align-center">
<figure class="figure-image" contenteditable="false" data-img="https://img.jishulink.com/202605
3.規范入水姿態與冷卻路徑
項目組對淬火入水方向、裝夾方式及轉移時間進行了統一，減少因人工操作差異造成的換熱波動。同時對攪拌強度和工件間距進行調整，削弱局部蒸汽膜滯留現象，使連桿大小頭與桿身在水淬階段獲得更穩定的冷卻條件。
<p>采用LSDYNA軟件，通過FEM-ALE耦合算法，構建剛體彈體入水侵徹土壤模擬，其中彈體為FEM，ALE為水和土壤</p><p>主要難點如下</p><p>（1）ALE泄露控制</p><p>（2）MAT_SOIL_AND_FORM本構參數含義</p><p>（3）耦合力及耦合界面力的查看</p><div contenteditable="false" width="100%">
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算例簡介
本資源針對高速入水沖擊這一強非線性流固耦合難題，提供了一套完整的 STAR-CCM+ (CFD) + Abaqus隱式協同仿真（Co-Simulation）解決方案。
算例成功復現了圓柱體入水過程中的空泡演化、入水沖擊載荷突變以及結構體的動態應變響應，解決了FSI計算中常見的“網格負體積”與“耦合面數據傳遞發散”問題。
2.
實驗觀察發現，當W/O液滴被注入或自發形成于水-油界面時，它們可以穩定地“錨定”在界面上，形成一個部分浸入水相、部分浸入油相，并被一層薄油膜與水相隔開的非對稱結構。
同時，我們也可以分析其中設計的MSD，RDF及其他物理性質。
最后，有相關需求歡迎通過公眾號“320科技工作室”與我們聯絡。
案例覆蓋核心強非線性場景：課程精選的案例全面覆蓋不同類型的流體大變形與固體交互問題，每個案例均實現 “問題拆解 - 技術方案 - 全流程實操 - 結果驗證” 的深度教學：
案例一：高速彈體入水仿真（流體極端大變形 + 固體沖擊交互）
1) 問題特點：彈體高速沖入水中，水流產生破碎、飛濺等極端大變形，同時彈體與水體產生瞬時強沖擊，屬于典型的流體 - 固體強非線性交互；
2) 理論解析：講解
技術鄰課程：技能回報 “深且廣”
1) 能落地：直接用學到的方法完成自己的項目，比如某研究生用技術鄰教的 “ALE 方法”，1 周就完成了 “彈體入水” 仿真，論文數據直接用；
2) 可遷移：學會 “解決一類問題的思路”，比如學完 “剎車熱耦合”，能遷移解決 “電機散熱”“設備傳熱” 等問題，技能適用范圍廣；
3) 高回報：企業學員能幫公司優化產品（如降低剎車溫度、減少制動尖叫），獲得晉升機會
科研與通用機械領域：適配學術與工程雙需求
針對高校科研、通用機械場景，技術鄰提供科研級與實用級雙重案例：
案例 1：高速彈體入水流固耦合仿真（科研場景）
1) 需求背景：研究高速彈體入水瞬間的沖擊壓力、流體飛濺形態及彈體結構響應，為水下兵器設計提供數據支撐；
2) 核心難點：ALE 方法的坐標系設置（選擇 “Eulerian” 描述流體，“Lagrangian” 描述彈體）、自由表面的捕捉
）、彈體加速度變化數據，復現實驗過程；
3) 應用成果：多名研究生學員用該方法完成 “彈體入水動力學” 課題，論文數據與實驗誤差控制在 3% 以內，順利通過答辯。
研究生常見痛點
1) 痛點 1：課題涉及流固耦合，但沒接觸過 ABAQUS，不知道從哪里開始建模；
2) 痛點 2：仿真結果與預期不符，比如 “彈體入水沖擊壓力算出來是實際的 2 倍”，卻找不到原因；
3) 痛點 3：時間緊，論文 deadline 臨近，沒時間慢慢摸索，急需快速出數據。
2.
