Abaqus 水流 耦合的案例
Workbench LSDYNA的bullet入水流固耦合計(jì)算
目前Workbench界面下的LS DYNA模塊可以支持大多數(shù)DYNA的關(guān)鍵字，其對(duì)流固耦合的定義十分方便，下面以一個(gè)子dan射入水中的算例介紹workbench LSDYNA的流固耦合設(shè)置方法。
模型如圖1所示，上部分為空氣，下部分為水，中間模型為彈體，空氣與液體通過共節(jié)點(diǎn)方式劃分網(wǎng)格，彈體單獨(dú)進(jìn)行網(wǎng)格劃分，并且彈體與空氣和水的網(wǎng)格重疊。
圖1 幾何模型
彈體材料為結(jié)構(gòu)鋼，空氣材料通過沖擊線性狀態(tài)方程定義，水的材料通過空材料加狀態(tài)方程定義，有限元模型如圖2所示。
圖2 有限元模型
通過插入Section控制單元算法，水與空氣選用ALE算法中的1 point ALE Multi-Material Element算法，子dan選用拉格朗日算法中的Constant Stress Solid Element算法。通過Connection_coupling定義流固耦合設(shè)置，如圖3，拉格朗日體選擇彈體，ALE體選擇水和空氣。
圖3流固耦合設(shè)置
邊界條件為，約束水、空氣、彈體垂直于Z軸方向的自由度，定義邊界為無返射邊界條件，同時(shí)給子dan 20m/s的初速度，考慮地球重力，如圖4。
圖4邊界條件設(shè)置
求解時(shí)長(zhǎng)為0.03s，求解結(jié)束后可在LS-PrePost中查看計(jì)算結(jié)果，如圖5所示。
圖5入水計(jì)算結(jié)果
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320科技工作室
展開 水流沖擊鋼橋墩耦合分析
流固耦合場(chǎng)穩(wěn)態(tài)分析實(shí)例（Fluent+Static Structural）；
網(wǎng)格工具Ansys Meshing，模擬平臺(tái)Workbench；
問題描述：
01 組合分析模塊
02 導(dǎo)入幾何模型
03 命名面
04 劃分流體網(wǎng)格
05 定義物理模型
06 定義材料
07 定義流域材料類型
08 定義邊界條件
09 求解方法，求解控制，監(jiān)控都按默認(rèn)設(shè)置
10 初始化
11 求解
12后處理
13 進(jìn)入結(jié)構(gòu)分析模塊，劃分網(wǎng)格
14 導(dǎo)入流體壓強(qiáng)
15 約束橋墩
16 求解位移和等效應(yīng)力
17 筆者微信 leslie_wj 有意請(qǐng)聯(lián)系
lsdyna箱體注水流固耦合仿真 ￥15
k文件在下面
救生艇高空滑落入水流固耦合計(jì)算以及安全性能評(píng)估
救生艇高空滑落入水流固耦合計(jì)算以及安全性能評(píng)估
本文檔采用LS-DYNA對(duì)救生艇高空滑落入水問題進(jìn)行數(shù)值分析。滑落入水問題的難點(diǎn)主要表現(xiàn)在如下三個(gè)方面：
（1）大變形流體區(qū)域的有限元描述；
（2）真實(shí)變形救生艇的有限元描述；
（3）結(jié)構(gòu)與流場(chǎng)的流固耦合處理。
本文采用歐拉算法描述大變形的流體區(qū)域，結(jié)構(gòu)采用拉格朗日算法進(jìn)行描述，結(jié)構(gòu)和流場(chǎng)之間的耦合方式為基于罰函數(shù)的接觸類方法。本文檔首先簡(jiǎn)單的介紹了救生艇高空滑落背景和數(shù)值計(jì)算核心的設(shè)置。接著給出了動(dòng)水壓力載荷作用下復(fù)合材料救生艇的動(dòng)力學(xué)響應(yīng)，并對(duì)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)入水的安全性能進(jìn)行評(píng)估。
關(guān)鍵字：流固耦合，復(fù)合材料，救生艇，歐拉，拉格朗日
救生艇高處滑落入水流固耦合計(jì)算以及安全性能評(píng)估（技術(shù)鄰 藍(lán)牙）.pdf
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救生艇高空滑落入水流固耦合計(jì)算以及安全性能評(píng)估
滑落入水問題的難點(diǎn)主要表現(xiàn)在如下三個(gè)方面：（1）大變形流體區(qū)域的有限元描述；（2）真實(shí)變形救生艇的有限元描述；（3）結(jié)構(gòu)與流場(chǎng)的流固耦合處理。本文采用歐拉算法描述大變形的流體區(qū)域，結(jié)構(gòu)采用拉格朗日算法進(jìn)行描述，結(jié)構(gòu)和流場(chǎng)之間的耦合方式為基于罰函數(shù)的接觸類方法。
本文檔首先簡(jiǎn)單的介紹了救生艇高空滑落背景和數(shù)值計(jì)算核心的設(shè)置。接著給出了動(dòng)水壓力載荷作用下復(fù)合材料救生艇的動(dòng)力學(xué)響應(yīng)，并對(duì)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)入水的安全性能進(jìn)行評(píng)估。
1. 救生艇高空滑落的背景
本文檔的背景為：復(fù)合材料救生艇從船舶或者海洋平臺(tái)上滑落，復(fù)合材料救生艇以一定的傾角，一定的速度撞擊水面，圖1和圖2所示。復(fù)合材料救生艇在水動(dòng)沖擊載荷的作用下，結(jié)構(gòu)將發(fā)生變形。過高的水動(dòng)沖擊載荷將導(dǎo)致救生艇發(fā)生破壞，危及到乘員的生命安全。
動(dòng)力學(xué)沖擊載荷作用下的結(jié)構(gòu)安全是現(xiàn)代船舶設(shè)計(jì)最需要考慮的問題。復(fù)合材料救生艇的動(dòng)力學(xué)響應(yīng)以及結(jié)構(gòu)安全性能評(píng)估異常復(fù)雜，這主要是由沖擊區(qū)域流體高度變形特性以及變形結(jié)構(gòu)和流體區(qū)域之間的流固耦合方式所決定的。如何描述和求解流體與可變形界面耦合問題都是一個(gè)非常具有挑戰(zhàn)性的課題。
針對(duì)救生艇入水這一具體問題，目前主要的流體-結(jié)構(gòu)耦合處理方法主要包括：
1) 傳統(tǒng)拉格朗日接觸方法;
2) 自適應(yīng)歐拉網(wǎng)格(Adaptive Eulerian Mesh)邊界方法;
3) 水平集方法（ Lever Set Mothod）；
4) 基于光滑粒子流體動(dòng)力學(xué)（ Smooth Particle Hydrodynamics, SPH）的“核函數(shù)”耦合方法;
5) 基于拉格朗日-歐拉算法的“罰函數(shù)” 接觸方法;
上述方法的各有優(yōu)缺點(diǎn)，不是寫科技論文，僅對(duì)將要采用的方法進(jìn)行簡(jiǎn)單的介紹，其它的方法就此略過。
基于拉格朗日-歐拉算法的“罰函數(shù)” 接觸方法。
展開 Abaqus/CEL管道水流沖擊水輪
施加入流速度邊界條件。
問渠那得清如許，為有源頭活水來。
XFlow與Abaqus的雙向流固耦合仿真須知XFlow與Abaqus的雙向流固耦合仿真須知
1）Abaqus 和XFlow 的協(xié)同仿真屬于FSI 仿真類型，即流固耦合仿真；
2）XFlow 必須在Labs 模式下運(yùn)行，激活Labs 模式的路徑是：Main menu > Options > Preferences > Application mode> Labs；
3）建議使用Abaqus 2018 及以上版本；
4）Abaqus的協(xié)同仿真服務(wù)功能必須提前安裝好；
5）如果Abaqus的協(xié)同仿真服務(wù)沒有安裝，那么請(qǐng)按以下方式進(jìn)行安裝：假設(shè)版本是Abaqus 2018， ?》》 首先使用X64命令行運(yùn)行：abq2018 extractCseApi ?》》 然后把CSS服務(wù)二進(jìn)制文件夾寫入系統(tǒng)path變量： X:\xxxxxx\Dassault Systemes\SimulationServices\V6R2018x\win_b64\code\bin， 其中X:\xxxxxx是相應(yīng)的安裝盤符和文件夾。
6）如果版本是2019不用安裝5)中的步驟，但也需要建立上述環(huán)境變量。
7）協(xié)同仿真時(shí)，數(shù)據(jù)是雙向交互式進(jìn)行傳遞的，Abaqus傳輸位移和速度信息給XFlow，XFlow傳輸載荷信息給Abaqus，仿真時(shí)的所有模型參數(shù)建議使用SI單位制。
展開 abaqus熱力耦合---順序（間接）耦合和完全（直接）完全耦合的結(jié)果對(duì)比 ￥200
</p><p> 結(jié)論</p><p>順序耦合和完全耦合的結(jié)果對(duì)比分析證明了我們的設(shè)置是完全正確的，此帖子可以為初學(xué)者提供一定的學(xué)習(xí)知道，可以更快速地掌握abaqus中熱力耦合的設(shè)置方法，更早地進(jìn)入科研課題；同時(shí)，對(duì)于已經(jīng)學(xué)習(xí)了abaqus熱力耦合的科研人員也具有一定的學(xué)習(xí)價(jià)值，可驗(yàn)證之前模型設(shè)置的正確性。</p><p>ABAQUS斷裂模擬收徒 ，保證快速學(xué)會(huì)各種ABAQUS斷裂模擬方法 1200/人（將享有各種插件以及程序，價(jià)值3000+、專門定制視頻、全程親自教學(xué)、各種模型調(diào)試及解答問題等等，傾囊相教）</p>
展開 Abaqus圓形激光溫度-位移耦合案例教學(xué) ￥19.98
6、 結(jié)論與拓展應(yīng)用
（1） 結(jié)論：力 - 熱耦合分析可有效揭示激光與玻璃板相互作用的多物理場(chǎng)行為，溫度場(chǎng)的時(shí)空分布直接決定應(yīng)力場(chǎng)的演化特征，高應(yīng)力區(qū)域需通過工藝調(diào)整（如激光功率調(diào)制、冷卻措施）降低損傷風(fēng)險(xiǎn)。
（2） 拓展：本方法可延伸至其他激光加工場(chǎng)景（如切割、焊接、表面處理）或材料類型（如金屬、陶瓷），通過調(diào)整熱源模型與邊界條件實(shí)現(xiàn)跨領(lǐng)域應(yīng)用。
7、 附件：本案例中的abaqus模型文件（包括cae和激光子程序）
ABAQUS中點(diǎn)面耦合約束的荷載單位
該同學(xué)向我提問：在ABAQUS中，點(diǎn)面耦合時(shí)在點(diǎn)上施加的力荷載是N的單位還是Pa的單位呢？
我當(dāng)時(shí)一看到這個(gè)問題，就想到的肯定是N的單位（當(dāng)然經(jīng)過試驗(yàn)這也確實(shí)是正確答案，如果大家只是看答案的話，那么接下來的內(nèi)容也不必再看了，感謝大家），畢竟施加的荷載名稱是concentrated force，并且我們平時(shí)在給耦合點(diǎn)施加位移荷載時(shí)，得到的反力也是N的單位。但是該同學(xué)糾結(jié)于一句話，那就是點(diǎn)面耦合之后，我加到點(diǎn)上的荷載，就相當(dāng)于加到面上，那是不是我施加到面上的每一點(diǎn)荷載都是N，那么分布開來應(yīng)該是N/m2，或者N/mm2，即壓強(qiáng)單位。
想解答這個(gè)疑問其實(shí)很簡(jiǎn)單，只需要建立三個(gè)簡(jiǎn)單的模型（其實(shí)更簡(jiǎn)單的方法只需要建一個(gè)表面比單位尺寸（1*1）大一定數(shù)量的塊體，而后通過對(duì)耦合點(diǎn)施加力荷載，看其結(jié)果分析量級(jí)即可知道答案，但是為了防止偶然性（即單位尺寸的模型），本帖借鑒”Yy“同學(xué)的做法，建立三個(gè)模型），模型如下：建立100*100*100mm的立方體，隨便給一個(gè)材料，立方體下表面完全約束，三個(gè)模型網(wǎng)格尺寸相同，分別施加三種上表面力荷載：
1，點(diǎn)面耦合的模型，在耦合點(diǎn)施加數(shù)值為-200的荷載，如下所示：
最終得到應(yīng)力狀態(tài)如下：
此結(jié)果的點(diǎn)面耦合為運(yùn)動(dòng)分布，運(yùn)動(dòng)學(xué)耦合將耦合節(jié)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)約束為參考節(jié)點(diǎn)的剛體運(yùn)動(dòng)。該約束可以應(yīng)用于耦合節(jié)點(diǎn)上相對(duì)于全局或局部坐標(biāo)系的用戶指定的自由度。
展開 學(xué)完技術(shù)鄰ABAQUS流固耦合課程，能解決哪些實(shí)際流固耦合問題？
高速?gòu)楏w入水流固耦合問題
1) 實(shí)際痛點(diǎn)：科研中需獲取彈體入水瞬間的沖擊壓力、流體飛濺形態(tài)、彈體加速度響應(yīng)等數(shù)據(jù)，但實(shí)驗(yàn)成本高、數(shù)據(jù)難精準(zhǔn)測(cè)量；
2) 課程解決方案：指導(dǎo)用 “ALE 方法”，分別以 “Eulerian” 描述流體（水）、“Lagrangian” 描述固體（彈體），通過 “Volume Fraction” 功能捕捉自由表面形態(tài)，提取沖擊壓力 - 時(shí)間曲線（如峰值壓力 1.2e5Pa）、彈體加速度變化數(shù)據(jù)，復(fù)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)過程；
3) 應(yīng)用成果：多名研究生學(xué)員用該方法完成 “彈體入水動(dòng)力學(xué)” 課題，論文數(shù)據(jù)與實(shí)驗(yàn)誤差控制在 3% 以內(nèi)，順利通過答辯。
2. 管道流體沖擊結(jié)構(gòu)問題
1) 實(shí)際痛點(diǎn)：化工、機(jī)械領(lǐng)域中，管道內(nèi)流體突然啟停產(chǎn)生的水錘效應(yīng)，易沖擊管道壁面導(dǎo)致破裂；
2) 課程解決方案：教你構(gòu)建管道與流體的耦合模型，設(shè)置瞬態(tài)流體載荷（通過 “Step” 定義時(shí)間步長(zhǎng)模擬啟停過程），計(jì)算管道不同位置的應(yīng)力（如彎頭處應(yīng)力 120MPa），優(yōu)化管道支架布局（如增加固定支架數(shù)量），降低沖擊風(fēng)險(xiǎn)；
3) 應(yīng)用成果：某化工企業(yè)學(xué)員優(yōu)化后，管道水錘沖擊導(dǎo)致的破裂率從 15% 降至 3%。
總結(jié)：覆蓋全場(chǎng)景實(shí)際問題，學(xué)完就能直接落地
技術(shù)鄰課程不教 “空泛理論”，而是圍繞各行業(yè) “真問題” 設(shè)計(jì)教學(xué)，無論是航空航天的高溫碰撞、汽車的降噪熱管理，還是科研的彈體入水、管道沖擊，都能提供可落地的解決方案。截至目前，已有超 2000 名學(xué)員通過課程解決了自身實(shí)際流固耦合問題，其中企業(yè)學(xué)員 “問題解決率” 達(dá) 90%，科研學(xué)員 “論文數(shù)據(jù)支撐率” 超 95%。
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課程鏈接：技術(shù)鄰 ABAQUS 流固耦合定制培訓(xùn)
企業(yè)培訓(xùn)聯(lián)系人手機(jī)號(hào)：18602195606
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基于Abaqus/CFD與Abaqus/Explicit的流固耦合
案例簡(jiǎn)述：彈性板狀結(jié)構(gòu)在持續(xù)強(qiáng)風(fēng)（8級(jí)）載荷作用下的動(dòng)力學(xué)響應(yīng)，彈性板因界面風(fēng)壓產(chǎn)生結(jié)構(gòu)變形，結(jié)構(gòu)變形引起流場(chǎng)變化即風(fēng)壓改變，界面風(fēng)壓的改變導(dǎo)致結(jié)構(gòu)產(chǎn)生新的變形，是一個(gè)典型的流固耦合作用過程，可以通過Simulia Co-simulation Engine耦合Abaqus/CFD與Abaqus/Explicit兩個(gè)求解器來求解流場(chǎng)與結(jié)構(gòu)響應(yīng)，由于Abaqus/CFD只支持3D流場(chǎng)分析，這里用具有一定厚度、近似2D的的流場(chǎng)進(jìn)行分析，以減小計(jì)算量。
STAR CCM+和abaqus耦合設(shè)置采用starccm+_leads還是abaqus_leads
一、總的來說，機(jī)械耦合用abaqus leads，熱耦合用star ccm+ leads：
二、對(duì)于隱式耦合求解器：
對(duì)于同一模型，兩種方法的計(jì)算時(shí)長(zhǎng)基本一樣，選用哪種方法取決于求解的物理模型。在機(jī)械耦合中，最好采用abaqus leads，該法將采用流體的初始狀態(tài)計(jì)算；在熱耦合中，最好采用starccm+_leads，該法將采用固體的初始狀態(tài)計(jì)算，避免了用未收斂準(zhǔn)確的流體熱傳遞和環(huán)境作為初始狀態(tài)。
雙向流固聲耦合圓柱體入水（STAR-CCM+&abaqus） ￥1300
因此，以平頭圓柱體為例，本案例運(yùn)用STAR-CCM+&abaqus對(duì)圓柱體入水100m/s過程進(jìn)行模擬，得到了結(jié)構(gòu)入水過程中周圍流場(chǎng)和自身響應(yīng)變化。
適用領(lǐng)域：航行體入水沖擊，船舶砰擊，海洋結(jié)構(gòu)物漂浮等領(lǐng)域。ST
淺談流固耦合：幾個(gè)基礎(chǔ)問題及解決相關(guān)問題的軟件基于MpCCI的Abaqus和Fluent流固耦合案例
MPCCI：相當(dāng)于一個(gè)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)平臺(tái)，能耦合很多求解器，如fluent+abaqus，應(yīng)當(dāng)說是最專業(yè)的流固耦合平臺(tái)。
comsol：據(jù)說是專業(yè)的多物理場(chǎng)計(jì)算軟件，具體沒用過，不好說。
abaqus：專長(zhǎng)在于固體計(jì)算，但是自從6.10版之后添加了CFD模塊，沒用過，不知道能力如何，不過對(duì)于abaqus公司的研發(fā)能力應(yīng)當(dāng)值得期待。 star ccm+：這個(gè)軟件很有意思，里頭包含了一個(gè)利用FVM計(jì)算固體應(yīng)力的模塊，看了例子，不知道計(jì)算準(zhǔn)不準(zhǔn)確。
下載地址：基于MpCCI的Abaqus和Fluent流固耦合案例
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