ALE自適應網格技術
關注創建者：Daniel仿真日記 創建時間：2021-06-30
ALE自適應網格技術的視頻教程
基于ANSYS的自適應網格劃分
以帶圓孔矩形平板的構應力集中分析來說明自適應網格方法。 一個帶圓孔的矩形薄板左右兩邊受均布拉力，幾何尺寸及材料屬性如下：w=h=10mm,R=0.5mm，E=2e5MPa，μ=0.3，q=1MPa。由于模型和載荷具有對稱性，因此只需要考慮1/4模型。
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ALE自適應網格技術的實例教程
自適應網格（ALE）技術模擬攪拌摩擦焊接
它的主要原理則是讓網格脫離材料而流動，但與歐拉方法不同，比較明顯的一個不同點就是，它的網格必須被一種材料充滿，而且材料邊界條件復雜（我也不是非常清楚，就不一一說明了）。ALE網格自適應方法使得網格脫離材料獨立流動，就可以改善網格狀況，使得網格在整個分析過程中保持比較良好的狀態。ALE網格自適應方法不會改變網格的拓撲結構。
要對該方法做完全理解的話還得看看ABAQUS文檔中的詳細介紹了，比如網格重劃域的概念，以及如何定義，域的邊界有哪些（拉格朗日邊界，歐拉邊界，滑動邊界），他們的定義與區別等，網格限制等等。文檔里面有詳細介紹，也不是很難，基本可以看懂。
下面說一下ALE adaptive meshing適用范圍與特點：
顯示模塊中：
1.通常能夠在材料嚴重變形的情況下保持比較好的網格狀態；
2.在整個分析過程中不改變網格的拓撲結構；
3.能用來分析拉格朗日問題（即材料不離開網格的問題）與歐拉問題（材料
在網格內流動的問題）；
4.能用于動態分析中的大變形情況（沖壓，穿刺等）；
5.能用于準靜態分析（軋制，金屬成形等）。
隱式模塊中：
主要用于聲疇，沖蝕，磨損等，分析的問題也主要是拉格朗日問題等，作用不是很大。
下面是一個金屬成型的例子，左邊是沒有使用ALE網格適應技術的網格狀況，右邊是使用了該技術的網格狀況，可以看到，網格狀態有很明顯的改善。
ABAQUS淺談ALE自適應網格.pdf
展開 使用前
使用后
ABAQUS/Explicit中采用自適應網格ALE調整網格時，選項卡ALE Adaptive Mesh Controls中的參數很多，下文總結了各個參數的含義及使用范圍，希望能幫助大家。
1） priority參數設置：
是指網格梯度控制（是否保持初始網格梯度，若需要保持初始網格梯度，則對網格的質量將會有影響）。
?
對于拉格朗日問題選擇Improve aspect ratio，在計算過程中將考慮到網格單元高寬比的改善，不考慮對初始網格梯度的保持。
?
對于歐拉問題選擇：Preserve initial mesh grading，在計算過程中保證初始的網格梯度，但不會考慮到網格寬高比的改善。
2） smoothing algorithm 參數設置：
?
Use enhanced algorithm based on evolving element geometry主要是在幾何學的方面對我們定義的網格sweep算法（前面提到的三種算法）進行增強，目的是為了保證adaptive remesh過程的健壯性，為推薦選項，選它就行了
?
conventional smoothing利用我們定義好的算法進行計算，無幾何增強。
3） Meshing predictor參數設置
是網格節點位置控制（理想的網格節點位置控制，將會減少需要的網格sweeps次數，減少資源浪費）
?
對于拉格朗日問題選擇Current deformed position；
?
對于歐拉問題選擇Position from previous adaptive mesh increment。
4） Curvature refinement參數設置
是曲率較大的曲線曲面邊界的網格密度控制，默認為1，該值越大，則圓角區的網格密度也就會越大，比較簡單。
展開 在 Abaqus/Standard 模擬中，解映射分析從第一步結束處使用一個新網格重新啟動，并繼續進行直至達到 60% 的壓下量。
Abaqus/Explicit 中的自適應網格劃分
自適應網格劃分包含兩個基本任務：創建新網格，以及通過一個稱為“輸運”的過程將解變量從舊網格重新映射到新網格。系統會按指定的頻率為每個自適應網格域創建新網格。通過迭代掃描自適應網格域并移動節點以平滑網格來獲得新網格。將解變量從舊網格映射到新網格的過程稱為一次“輸運掃描”。在每個自適應網格增量中至少執行一次輸運掃描。用于將解變量輸運到新網格的方法是：一致的、單調的、（默認情況下）具有二階精度的，并且能守恒質量、動量和能量。此示例問題使用了自適應網格域的默認設置。
在Step模塊下—other—ALE Adaptive Mesh Domain設置，如下：
提交計算
結果
以下討論主要聚焦于案例1的結果，在該案例中，坯料使用CAX4R單元建模，剛性模具使用解析剛體表面建模，并且在Abaqus/Explicit中使用了純剛度沙漏控制。
在坯料壓下量為44%（即模具總位移的73.3%）時的變形網格如圖2、圖3和圖4所示。坯料頂部外側表面折疊到模具上的現象清晰可見。在Abaqus/Standard中（圖2），可以看到試樣中心經歷了嚴重的應變和單元畸變。此時，Abaqus/Standard的網格被重新映射。映射后的新網格如圖3所示。圖4清楚地表明了自適應網格劃分的優勢，因為在Abaqus/Explicit中使用的網格幾乎沒有畸變。
坯料壓下量為60%時的最終構型如圖5和圖6所示。Abaqus/Standard和Abaqus/Explicit的結果吻合良好，并且網格看起來只有輕微畸變。同樣，等效塑性應變的大小也吻合得很好（圖7和圖8）。
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仿真、模擬、有限元分析、多物理場……這些術語是不是早已成為每位仿真人的“日常”？大家是否知曉其背后的技術原理和演進趨勢，正深刻地改變著世界？Ansys全新推出【Simulation Topics】系列專題，邀您一起探索仿真世界。本專題將以 “一期一會” 的形式，攜手各領域專家，圍繞Ansys全產品線的技術優勢，帶您深入解析流體、結構、電子設計及電磁仿真、光學、光子學、半導體、自動駕駛
圓柱體坯料鍛造鐓粗-ALE網格自適應大變形分析
Upsettingofacylindricalbillet:quasi-staticanalysiswithmesh-to-meshsolutionmapping(Abaqus/Standard)andadaptivemeshing(Abaqus/Explicit)
這是abaqus幫助文檔案例之一。內容為自己親自動手做的，含經驗分享。
<p class="ql-align-center"><br></p><p><img class="ztext-gif" width="640" role="presentation" src="https://pic1.zhimg.com/v2-4535bc19aaf1c155e5894f226a8af668_b.webp" data-thumbnail="https://pic1.zhimg.com
啟用ALE自適應網格 (Abaqus/Explicit)</strong></p><p>當預測磨損量與單元尺寸相當時，建議啟用ALE自適應網格技術以保持精度。
熱軋是一種高于材料再結晶溫度的金屬成形過程。存在許多類型的熱軋工藝，包括結構形狀軋制，其中組件通過輥以獲得所需的形狀和橫截面。
結構鋼是最常見的熱軋材料。結構鋼的常見形狀包括工字鋼、h字鋼、t字鋼、u字鋼和槽鋼。工字梁具有工字形截面。橫截面的水平單元稱為法蘭，垂直單元稱為腹板
熱軋過程包括兩個基本階段：非穩態階段和穩態階段。熱軋過程的開始和結束為非穩態階段
<figure style="text-align: center;"><figure class="figure-image" contenteditable="false" data-img="https://img.jishulink.com/202507/attachment/b26765bcff1f488dacddd801c936c458.gif" style="display: inline-block
<p><strong>1. 網格自適應介紹</strong></p><p><br></p><p><br></p><p>Fluent提供了一種自適應網格技術，可以根據流場特征自動優化網格布局，提高計算精度和效率。在流場特征發生變化的位置上增加網格密度，以保證在這些區域內的計算精度，而在其他區域網格可以盡量粗糙，從而提高計算效率。</p><p><br></p><p>總而言之，網格自適應就是根據流場中的某些物理量自動調節網格
在復雜的結構設計分析中，通常很難確定在高應力區域中是否生成適當的細化網格。在做非線性大應變分析仿真時，可能由于單元變形過大，導致網格畸變，仿真不能收斂。
針對以上問題，ANSYS程序提供了近似的技術自動估計特定分析類型中因為網格劃分帶來的誤差
