ALE自適應網格技術的案例
自適應網格（ALE）技術模擬攪拌摩擦焊接
自適應網格（ALE）技術模擬攪拌摩擦焊接
淺談ALE自適應網格
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 是否使用ALE自適應網格的區別
使用前
使用后
ABAQUS顯式ALE自適應網格控制選項卡參數意義與設置
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 
【案例】圓柱體坯料鍛造鐓粗-ALE網格自適應大變形分析
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）。
展開 網格自適應技術！
從這個錯誤的字面解釋來看，無非就是某個單元由于變形過大，導致網格損壞，從這個Error中已經給出了相應的解決方案：增加子步的數量（減少步長）（使Load緩慢加載也就是增加子步數量）、提高網格的質量、考慮一下材料、接觸等等。但是有時候我們按照提示修改了之后發現并不起作用，因此筆者通過一個橡膠壓縮的案例（參考Help中的Nonliear Adaptive Region案例）。
案例一：未使用U-P與自適應網格技術
1.建立模型
注意：將上面的壓頭設置為剛體（Rigid），來減少計算量。
2.設置正方體材料為橡膠本構
注意：此參數來源于《ANSYS Workbench有限元分析實例詳解（靜力學）》周炬、蘇金英著
3.設置接觸
4.網格劃分
注意：網格劃分采用系統默認，由于后續將要使用自適應網格技術（Nonlinear Adaptive Region），對于3D模型來說，自適應并不支持六面體網格，因此使用四面體網格控制技術。
5.邊界條件
注意：壓頭的上表面施加遠端位移（Remote Displacement）向下移動8mm，其他5個自由度均設置為0（對于剛體施加位移也可以通過joint中的移動副），正方形底面設置固定約束（Fixed Support），正方形兩側面設置無摩擦約束（Frictionless Support），目的是為了約束正方體在被壓縮的時候，兩側面不發生向外變形。如果不理解無摩擦變形，很簡單通俗的解釋就是所施加的面在法向不分離，切向可滑移。
展開 有限元自適應網格生成技術解析
有限元自適應網格生成技術解析.part2.rar
有限元自適應網格生成技術解析.part1.rar
【免費】Workbench中金屬沖壓成型仿真-自適應網格技術
本實例主要講解了金屬擠壓成型的模擬仿真，在ANSYS Workbench中由于擠壓成型往往伴隨著大變形，而大變形沒有顯著的改變零件的形狀，則可以通過調整更細的時間步和加載力的方式來取得收斂，比如釣魚竿的彎曲變形，彈簧的壓縮大變形，但是對于壓鑄成型一類的仿真，通過常規的大變形時不能實現的，必然會導致零件擠壓過程中網格發生畸變，導致不收斂，得不到所要的結果。（公眾號:CAE_ANSYS）
而ANSYS新版本推出的網格自適應功能，完美的解決了這一問題，將網格在大變形的時候，單元會發生畸變，此時根據網格形狀準則使之重新劃分網格，會避免網格的畸變，進而進行后續計算，獲取所需要的大變形結果。
本次實例采用二維軸對稱方式選擇片體結構進行分析，動模在上，向下移動，工件受到擠壓變形，中間過程產生重畫網格，最終工件達到所需要的形狀
1.模型
繪制3D模型，然后，提取成片體結構，采用2維的軸對稱模型，最終的模型如圖所示
2.材料
材料要產生變形，且不可恢復，所以只能選擇塑形材料，本實例設置雙線性塑形材料，如圖所示
3.接觸
接觸采用摩擦或者無摩擦接觸，可以根據實際情況確定，設置相應的邊界位置進行接觸
4.邊界條件
上模型移動，下模型固定，移動距離根據多次的計算結構來確定
5.重畫網格設定
重畫網格的限制條件較多，一般需要大變形打開，關鍵是節點必須采用低階單元，自適應網格設置如圖所示。
展開 技術分享︱基于SAMR網格自適應與AI智能求解技術的高保真流場模擬
下文將具體闡述，<strong style="color: rgb(5, 76, 143);">HSF-SAMR </strong>和 <strong style="color: rgb(5, 76, 143);">HSF-AI </strong>技術是如何大幅提升“風神NF3”的仿真能效的。</p><p><br></p><h2><strong>02 HSF-SAMR網格自適應技術</strong></h2><p> 在流體仿真中，網格的質量和規模直接決定了計算的精度和效率。傳統的均勻網格往往面臨兩難：一是網格太粗，捕捉不到激波、尾跡等關鍵細節；二是網格太細，計算量呈指數級爆炸，算不動。神工坊<sup>?</sup>技術團隊引入了<strong style="color: rgb(5, 76, 143);"> HSF-SAMR（Structured Adaptive Mesh Refinement，結構網格自適應）</strong>技術，有效解決了這一痛點。
展開 高速侵徹自適應SPH 2500m/s AL
ANSYS自適應網格技術及案例分析（附完整模型分析命令流）
01 自適應網格技術
有限元計算中，不同的網格劃分會具有不同的誤差，尤其是對應力結果。ANSYS通過能量誤差估計來評估網格密度是否充足，如網格不夠細，程序可以自動細化網格以減少誤差。這一自動估計網格劃分誤差并細化網格的過程稱為”自適應網格劃分“。通過自適應網格劃分技術可以獲得較好的應力分布。
自適應網格劃分僅適用于單元plane2/25/42/82/83,solid45/64/73/92/95,shell43/63/93及部分熱單元。分析類型僅適用于線性靜力學結構分析和線性穩態熱分析。
自適應網格劃分的基本過程通過一個案例說明。
02 具有多孔和凹域的板拉伸案例
針對如下具有多孔和凹域的板，采用plane42單元，首先設置KSEIZE=10來設置自適應網格前的網格尺寸，其后按自適應網格劃分技術對網格再劃分。設置ADAPT,10,6，其中10表示迭代次數最大為10。6表示能力誤差不超過6%。具體的ADAPT命令說明如圖。
一般的自適應網格劃分的能量模誤差百分比小于5時，計算較為可靠，可以看到下圖給出Von Mises Stress，無網格自適應的應力結果有明顯的不連續和突變的過程。但注意，凹角點為應力奇異點，在彈性范圍內其數值無法通過有限元方法求得。
Von Mises Stress：無網格自適應（左），有網格自適應（右）
ADAPT命令解釋
03 完整模型分析命令流
!多孔板自適應網格劃分-PLANE42
finish
/clear
/prep7
blc4,,,450,350
blc4,200,250,100,100 !
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技術分享｜結構網格自適應（SAMR）——一種高效的多尺度問題解決方案
再如，眾核處理器訪存帶寬提升相對浮點性能提升而言存在嚴重滯后，使得傳統網格下的數值計算程序嚴重訪存受限。 </p><p><br></p><p class="ql-align-center"><img src="https://img.jishulink.com/202110/imgs/67ed48483d7441efa101ac35f5dd60da?image_process=/format,webp/quality,q_40" alt="結構網格自適應（SAMR）——一種高效的多尺度問題解決方案的圖9" width="695"></p><p class="ql-align-center">眾核處理器（GPU）日益嚴峻的“訪存墻”[5]</p><p> </p><h2 class="ql-align-justify">02 SAMR特點和優勢</h2><p> SAMR的全稱是（block) Structured Adaptive Mesh Refinement (結構網格自適應)[2][3]，是基于結構化網格塊的自適應加密體系的通稱。 </p><p> 提到SAMR就不得不提自適應加密技術。實際上，自適應加密技術AMR（Adaptive Mesh Refinement）與網格類型并沒有綁定關系，例如在非結構網格中也可以通過網格重構進行自適應加密。在數值計算實踐中，基于笛卡爾網格（直角坐標網格）自適應加密易于生成且可以適應復雜幾何，因此這種技術組合十分常見。狹義的AMR通常就是指代笛卡爾網格自適應加密，下文中不再加以區分。
展開 基于ANSYS的自適應網格劃分(原創案例，轉載請注明出處，謝謝！技術鄰ID有限元中解人生) ￥1
基于ANSYS的自適應網格劃分
何為網格自適應劃分？
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。（誤差估計在ANSYS Basic Analysis Procedures Guide第五章中討論。）通過這種誤差估計，程序可以確定網格是否足夠細。如果不夠的話，程序將自動細化網格以減少誤差。這一自動估計網格劃分誤差并細化網格的過程就叫做自適應網格劃分，然后通過一系列的求解過程使得誤差低于用戶指定的數值（或直到用戶指定的最大求解次數）。
自適應網格劃分的先決條件
ANSYS軟件中包含一個預先寫好的宏，ADAPT.MAC，完成自適應網格劃分的功能。用戶的模型在使用這個宏之前必須滿足一些特定的條件。（在一些情況下，不滿足要求的模型也可以用修正的過程完成自適應網格劃分，下面還要討論。）這些要求包括：
(1) 標準的ADAPT過程只適用于單次求解的線性靜力結構分析和線性穩態熱分析。
(2) 模型最好應該使用一種材料類型，因為誤差計算是根據平均結點應力進行的，在不同材料過渡位置往往不能進行計算。而且單元的能量誤差是受材料彈性模量影響的。因此，在兩個相鄰單元應力連續的情況下，其能量誤差也可能由于材料特性不同而不一樣。在模型中同樣應該避免殼厚突變，這也可能造成在應力平均是發生問題。
(3) 模型必須使用支持誤差計算的單元類型。（見表1）
(4) 模型必須是可以劃分網格的：即模型中不能有引起網格劃分出錯的部分。
展開 Fluent網格自適應功能
網格自適應技術概述
Fluent中的網格自適應技術可以允許我們根據數據計算結果來修改網格梳密布置或網格走向。
1.1 優點
運用自適應法完善網格，在網格中如果你需要可以增加網格單元，這樣使你更精確地計算流場的特性。當你正確地用了網格自適應方法，那得到的網格對流體計算是最優的，因為這方法能確定哪里加入了有更多網格單元。
1.2 使用準則
表面網格必須足夠的好來為表征一些重要的幾何特征。
初始網格應該有足夠多的網格單元來捕獲流場的關鍵特征。
在進行網格自適應前應該是一個合理收斂的結果。
網格自適應技術一般用于計算的中間，算著覺得某個部分不太好，用這個技術提高一下質量，繼續算。
差的自適應操作可能會產生不利的效果。
在進行自適應過程前，建議先建立case文件和data文件。這樣，如果產生不理想的網格，你還可以用保存了的文件來重新開始這過程。
2. 網格自適應技術類型
2.1 邊界自適應（Boundary Cell Registers）
如果在邊界上要求更多的單元，就可以采用邊界自適應來實現。邊界自適應函數允許你在選定的邊界區域附近標記或細化單元。因為流體相互作用常常出現在這些區域，比如在靠近避免的邊界層有很大的速度梯度，所以它可以在靠近一個或多個邊界域進行網格細化。
邊界自適應有三種不同方法:
邊界自適應是根據單元離開邊界的距離來確定單元數目
邊界自適應是在單元離開邊界的垂直距離基礎上
邊界自適應是在目標邊界體積和增長因子的基礎上
可以通過邊界命令的選擇方式，通過cell distance(網格的層數)進行選擇。
展開 ICFD自適應網格 ￥100
同時這與重新劃分網格不兼容。
給了簡單的算例來解釋
