abaqus的cel分析的案例
AbaqusCEL在核電燃料棒跌落過程中的應用
CEL方法是Abaqus中計算流固耦合的關鍵技術。CEL技術吸取歐拉網(wǎng)格和拉格朗日網(wǎng)格的優(yōu)點，采用網(wǎng)格固定而材料可在網(wǎng)格中自由流動的方式，解決大位移問題中單元變形奇異的弊端。利用CEL可模擬流體的流動、液體晃動、氣體流動、穿透問題以及沖壓成型等大變形問題。用戶可方便地在Abaqus/CAE中定義CEL分析。
核燃料是可在核反應堆中通過核裂變產(chǎn)生核能的材料，是鈾礦石經(jīng)過開采、初加工、鈾轉化，進而加工成核燃料元件。壓水堆核電站用的是鈾-235富集度為3%左右的核燃料。以百萬千瓦級壓水堆核電站為例，通常核反應堆內有157個核燃料組件，每個組件由17×17根燃料棒組成。燃料棒由燒結二氧化鈾芯塊裝入鋯合金管中封焊構成。部分燃料組件中有一個控制棒，控制核裂變反應。
燃料棒在組件卡槽中有跌入下部液態(tài)金屬中的現(xiàn)象，該過程既有結構之間的接觸碰撞，又有結構件落入流體中。該過程可以通過有限元軟件Abaqus中的CEL技術模擬,本文通過簡化模型闡述燃料棒跌落過程的模擬。
模型如下：
載荷與邊界條件
計算結果
來源：有限元在線的博客，版權歸作者所有。
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(chuàng)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(qū)別與應用講解
5、歐拉域邊界條件設置方法
展開 Abaqus CEL爆炸分析_混凝土建筑 ￥299
************************************Abaqus中的爆炸分析方法************************************
Abaqus的爆炸分析可以基于CONWEP/CEL/SPH/UNDEX聲固耦合等技術來建模，其中，CEL/SPH方法可以調用JWL或Ignition and growth狀態(tài)方程，常用于空氣中或水下的近場爆炸問題。
本篇案例為Abaqus CEL方法模擬空中爆炸對建筑物的毀傷作用。
************************************CEL近場爆炸應用案例************************************
建筑物為兩層民用住宅，混凝土+鋼筋土，混凝土采用CDP本構，并考慮單元刪除（≥Abaqus2019版）；歐拉域內設置TNT炸藥和空氣，材料行為分別采用JWL和理想氣體狀態(tài)方程來描述。
首先，通過靜力學分析計算重力作用下建筑物的應力和變形，住宅內部房間布局和各區(qū)域的應力如下。
建筑物應力
然后，通過*initial state將重力下的應力應變、變形等傳遞到顯式動力學分析模型中，作為爆炸前建筑的初始狀態(tài)。
建筑物變形
某坐標截面上沖擊波與建筑物的相互作用：
爆炸沖擊波
在爆炸沖擊波作用下，混凝土出現(xiàn)大面積的損傷：
混凝土損傷
損傷嚴重的區(qū)域，單元完全失效：
動態(tài)應力
變形放大50倍，可以觀察到?jīng)_擊波造成的直接破壞和建筑物振動造成的間接破壞。
展開 基于ABAQUS-CEL技術的水輪分析 ￥5
傳統(tǒng)有限元的拉格朗日分析（Lagrangian analysis），材料屬性與網(wǎng)格節(jié)點相關聯(lián)，材料伴隨著網(wǎng)格 變形而發(fā)生形變，當解決極端變形的情況時，會由于單元的變形扭曲而失去原有的精度。
歐拉分析（Eulerian analysis）方法，其網(wǎng)格節(jié)點空間固定，材料不隨單元變形而是在單元間流動，可有效地解決極端變形以及包含流體流動的問題，所以諸如液體晃動、氣體流動、穿透問題等均可通過歐拉分析有效處理。
歐拉分析雖然可有效處 理流體流動分析，但在捕捉結構流固交界面上存在一定困難。 此時，可應用耦合歐拉-拉格朗日分析（CEL）功能進行求解。
本案例模擬水箱中水輪葉片轉動帶動水運動的過程，采用顯示動力學CEL（Coupled Eulerian-Lagrangian）方法進行流—固耦合分析。
有限元建模主要過程：
1. Part和Assembly模塊
建立以下三個Part，并對三個Part實例進行裝配。
reference：3D- Deformable-Solid類型
shuilun：3D- Deformable-Shell類型
water：3D-Eulerian類型
2. Property模塊
創(chuàng)建兩種材料steel和water，分別賦予shuilun（截面類型為Shell，Homogeneous）和water（截面類型為Eulerian）部件。其中，水介質流動視為近似不可壓縮的、粘性層流流動。采用線性Us -Up Hugoniot形式的Mie-Grüneisen狀態(tài)方程描述水介質的體積響應。
3.
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【Abaqus爆炸】 CEL方法分析彈頭侵徹爆破 ￥99
</p><h2 class="ql-align-center"><strong>3.結束語</strong></h2><p>由上述簡單的算例可知，abaqus模擬爆炸或高速沖擊問題還是比較方便的，而且思路跟AUTODYN等軟件類似。上述算例主要用了CEL方法，即先設定一定的歐拉區(qū)域，或是空白或可用空氣、水等填充，之后在此歐拉區(qū)域填充PBX，而彈靶采用拉格朗日網(wǎng)格即可。</p><p>當然，高速沖擊類問題還可以使用SPH方法，據(jù)我所知，CEL及SPH不能同時使用。</p><p>歡迎咨詢討論。</p><p><br></p><p><br></p>
展開 Abaqus/CEL基礎案例_水滴歐拉分析教學
作為Abaqus中用于極度變形的分析技術之一，CEL方法常用在流固耦合、固體大變形等分析過程。
CEL方法的基礎是歐拉分析，今天的USim小課堂為大家提供一個歐拉分析的入門案例-水滴落水過程完整步驟。
Abaqus水滴落水歐拉分析
1、創(chuàng)建一個歐拉部件，尺度200，尺寸50*100*100（1/4模型），如下圖分割該歐拉部件（非必須步驟），用于幫助參考體部件的定位。
創(chuàng)建歐拉部件
2、建模單位制采用mm-tone，定義歐拉材料參數(shù)密度=1e-9；EOS/Us-Up=（1483000，0，0）；動粘度系數(shù)=8.9e-10，以此材料創(chuàng)建歐拉截面并指派給歐拉部件。同時把網(wǎng)格沿對稱面交線方向單向加密，種子偏置參數(shù)為最小尺寸1mm，最大5mm。
定義歐拉材料并劃分網(wǎng)格
3、創(chuàng)建水的參考部件（不需要指派材料），并與歐拉部件裝配；顯式動力學分析步時長0.5s。
創(chuàng)建并裝配參考部件
4、用VFT工具，按照參考部件占據(jù)的歐拉網(wǎng)格區(qū)域生成一個離散數(shù)據(jù)場，用來定義水的初始位置。
生成離散數(shù)據(jù)場
5、定義對稱面的xsymm/zsymm對稱邊界條件，并在地面與另外兩個側面定義Vi=0的邊界條件作為流體的wall，其中i代表與該面垂直的坐標軸；施加-Y向重力。
施加邊界條件
6、單純的歐拉分析可不用定義接觸，直接執(zhí)行分析。
表面波
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abaqus小球入水CEL流固耦合分析
ABAQUS案例-CEL方法在大變形分析中的應用及技巧 ￥3
ABAQUS提供了三種網(wǎng)格與材料相互作用模型：一是Lagrangian法，它認為節(jié)點固定于材料內部；二是ALE法，它認為材料自由邊界處網(wǎng)格固定；三是Eulerian法，它認為網(wǎng)格節(jié)點是固定的，而材料在網(wǎng)格內部流動。在很多應用中，高度變形的材質（例如流體）與拉格朗日體相互作用，例如船體與波浪的作用，封閉在固體容器內的流體等，對于這種情況，ABAQUS提供了耦合CEL方法。本實例（附件中的inp文件）即是展示了如何采用CEL方法來模擬大變形問題(例如大變形沖壓成型)，以及演示了分析中的技巧。
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(yè)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(jīng)驗，擅于結構分析、流固耦合、毀傷分析等領域。
費用：免費
點擊圖片或點擊報名鏈接報名：http://www.yqgqt.org.cn/live/10721
展開 CEL與Lagrange模型在大變形分析時的適用性CEL與Lagrange模型在大變形分析時的適用性
對同一個模型來講，通常，拉格朗日建模方式計算更加準確，計算效率更高，因為所有的幾何體都采用拉格朗日單元類型，而CEL建模方式的計算更加耗時，且產(chǎn)生的文件更大，一個直接的原因是流體或大變形幾何體是歐拉體模型，采用歐拉單元建模，而歐拉單元的數(shù)量要明顯多于相應的拉格朗日模型的單元數(shù)量。
但是，如果模型要經(jīng)歷極大變形，那么這兩種建模方式的優(yōu)劣就要好好評價一下了。在大變形分析中，拉格朗日模型容易發(fā)生網(wǎng)格畸變，網(wǎng)格畸變區(qū)的計算結果準確性將會大打折扣，產(chǎn)生不可信的結果甚至計算中斷得不到結果；而CEL模型在犧牲一定的幾何模型精度和結果準確性的前提下，計算會非常穩(wěn)定，網(wǎng)格不會發(fā)生畸變，相較于拉格朗日的網(wǎng)格畸變區(qū)反而會得到更加合理的計算結果。所以，在選擇建模分析方式時，尤其是大變形分析，兩種方法孰優(yōu)孰劣，需要結合一定的經(jīng)驗和以往案例，選擇折中處理或者兩種都用以綜合衡量。
本篇案例是一個鉚接案例，如下面的示意圖所示。 ? 具體的模型長下面這樣：左邊是中央截面圖，右面是實物圖，上下兩部分是沖模，張揚帶孔圓盤是固定模板，上下兩部分沖模同時施力以使鉚釘達到最終的變形。 ? 這個過程很明顯是一個極限大變形過程，我們可能關心這個過程中的三個問題：
1、 鉚釘在成型過程中的變形是否適當？
2、 成型后，鉚釘是否有足夠的力量保持材料的連接？
3、 成型過程工具的壓力是否足夠？
那么這三個關心的問題我們可以考察分析鉚釘?shù)淖冃挝灰啤⒊尚秃蟮牡刃苄宰冃魏统尚瓦^程中的沖模受力等變量，去評估我們關心的問題從而做出一些結論或改進。 本案例不再進行step by step的演示，各位小伙伴可以自行練習。下面來具體看一下分析模型和相關結果。 ?
左邊是拉格朗日建模，右邊是CEL建模。兩種建模方式中，接觸全部采用無摩擦通用接觸。
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</span></h2><p>前段時間分享了用Abaqus CEL方法分析侵徹爆破問題，詳情見：</p><p><br></p><p><br></p><div contenteditable="false" width="100%">
<figure class="figure-link" data-title="【Abaqus爆炸】 CEL方法分析彈頭侵徹爆破" data-link="https://www.yqgqt.org.cn/post/1790179" data-regular="true">
<a href="https://www.yqgqt.org.cn/post/1790179" target="_blank">
<div class="link-card">
<span class="link-title">【Abaqus爆炸】 CEL方法分析彈頭侵徹爆破</span>
<div class="link-url">
https://www.yqgqt.org.cn/post/1790179
</div>
</div></a>
</figure>
</div><p>然而有人反饋說歐拉區(qū)域填充比較麻煩，而且網(wǎng)格尺寸非常影響材料填充精度。另外，對于復雜結構，仍要求網(wǎng)格是六面體網(wǎng)格；也不支持質量縮放（歐拉單元），這可能是CEL方法的不足。實際上上述侵徹爆破問題可以用SPH方法進行分析，而且SPH方法可以跟普通的拉格朗日單元分析類似進行操作，下面展示SPH方法的使用及注意事項。
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ABAQUS CEL (例5) 2D模擬CPT的貫入（CEL的假3D模擬，附input文件） ￥13.33
將3D模型簡化為2D模擬往往可以極大節(jié)約計算的成本，耦合歐拉拉格朗日法理論上只能支持3D的數(shù)值模擬且往往需要大量的時間來完成巖土算例的高精度模擬；
本算例采用了假3D模擬來實現(xiàn)CEL在2D上的應用，利用軸對稱性質將CPT貫入砂土的過程簡化成了2D模型。
ABAQUS銑削CEL仿真保姆級教程 ￥59.9
一、創(chuàng)建仿真模型
本教程采用abaqus中CEL（耦合的歐拉-拉格朗日）方法對鈦合金（Ti6AL4V）的銑削過程進行仿真，通過仿真結果可以提取刀具受力及溫度變化，并直觀的觀察到切屑的生成過程。模型建模均在ABAQUS CAE中完成，通過調整尺寸參數(shù)可方便的對模型進行修改。附件中會提供CAE源文件。
首先創(chuàng)建銑削刀具的模型，命名為Tool，并創(chuàng)建刀具的參考點。
待切削工件采用歐拉類型進行建模，創(chuàng)建計算域并對其進行切分。
二、創(chuàng)建材料
銑削是一個高速動態(tài)的過程，需同時考慮應變、應變率及溫度對被切削材料的影響，因此工件采用J-C本構。分別創(chuàng)建工件和刀具材料，并賦予相應的部件
三、模型裝配
完成刀具和工件Part的創(chuàng)建后，在Assembly模塊創(chuàng)建其實例并完成裝配，如圖5所示。
四、創(chuàng)建分析步
創(chuàng)建熱位移耦合分析步，分析時間根據(jù)切削距離與切削速度確定。然后，將刀具的參考點設置成set命名為RP-Tool，在歷史變量輸出反力與位移。
五、定義接觸
該實例中考慮熱效應，需設置接觸過程中摩擦生熱和接觸面之間的熱傳導屬性，其中熱傳導屬性設置為壓力的函數(shù)。如圖所示。此外，還需創(chuàng)建刀具參考點與刀具剛體約束。
六、邊界條件設置
設置刀具速度和轉速邊界條件
歐拉計算域需進行初始材料填充，1為初始有材料，0為初始無材料
刀具與工件設置初始溫度25℃（即認為環(huán)境溫度為25℃）
七、劃分網(wǎng)格并提交計算
刀具網(wǎng)格尺寸1mm，網(wǎng)格類型為C3D4T，工件網(wǎng)格尺寸1mm，網(wǎng)格類型為EC3D8RT。完成網(wǎng)格劃分后，創(chuàng)建任務提交計算。
八、計算結果?
展開 使用abaqus中CEL方法模擬氣囊充氣過程 ￥49.9
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</figure>
</div><p>4、設置分析步</p><p>創(chuàng)建動態(tài)顯示分析步，并設置質量縮放</p><div contenteditable="false" width="100%">
<figure class="figure-image" data-img="https://img.jishulink.com/202406/attachment/7573d3ae8d244a29a398538e3b940e5e.png" style="text-align: center">
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展開 歐拉分析或CEL分析之案例二
文檔中相關文件【dam_deflection_cel.py】【dam_deflection_cel.inp】
