S-ALE算法的案例
LS-DYNA S-ALE算法介紹
LS-DYNA S-ALE算法介紹
1
S-ALE算法簡(jiǎn)介
S-ALE作為L(zhǎng)S-DYNA新增的ALE求解器，采用結(jié)構(gòu)化正交網(wǎng)格求解ALE問題。S-ALE可生成多塊網(wǎng)格，每塊網(wǎng)格獨(dú)立求解。不同的網(wǎng)格可占據(jù)相同的空間區(qū)域。
S-ALE中定義了2種PART:
(1)網(wǎng)格PART：指S-ALE網(wǎng)格，由一系列單元和節(jié)點(diǎn)組成，沒有材料信息，僅是一個(gè)網(wǎng)格PART。由*ALE_STRUCTURED_MESH中的DPID定義，在所有ALE相關(guān)的關(guān)鍵字中，PID指的是網(wǎng)格PART ID。
(2)材料PART：材料PART沒有包含任何網(wǎng)格信息，S-ALE網(wǎng)格中流動(dòng)的多物質(zhì)材料與材料PART一一對(duì)應(yīng)，可有多個(gè)卡片，每個(gè)卡片定義了一種多物質(zhì)(*MAT+*EOS+*HOURGLASS)。其ID僅出現(xiàn)在*ALE_MULTI-MATERIAL_GROUP關(guān)鍵字中，其他任何對(duì)該ID的引用都是錯(cuò)誤的。
定義S-ALE時(shí)用戶需要指定三個(gè)方向的網(wǎng)格間距。
展開 運(yùn)用S-ALE算法實(shí)現(xiàn)殺爆戰(zhàn)斗部破片拋射數(shù)值模擬 ￥150
該案例基于ls-dyna R11講解S-ALE算法及運(yùn)用。
包含了：
算法介紹；
算法關(guān)鍵字設(shè)置及含義；
邊界條件施加；
殺爆戰(zhàn)斗部破片拋射案例；
關(guān)鍵技術(shù)要點(diǎn)。
運(yùn)用S-ALE（SALE）算法求解帶隔板的破甲戰(zhàn)斗部侵徹靶板（三維建模軟件+Hypermesh+Lspp） ￥100
二 S-ALE算法與ALE算法相比的優(yōu)勢(shì)
（1）徹底解決流體滲漏，大幅提升物理保真度
（2） 計(jì)算效率顯著提升，耗時(shí)更短
（3）建模更清晰、易用，降低出錯(cuò)率
三 計(jì)算模型
破甲戰(zhàn)斗部裝藥直徑為φ40mm，裝藥高度60mm，藥型罩錐角為60°，壁厚為1mm，炸高為30mm，靶板直徑φ40mm，靶板厚度為50mm，隔板直徑為φ30mm，使用*ALE_STRUCTURED_MESH關(guān)鍵字生成S-ALE網(wǎng)格，使用*ALE_STRUCTURED_MESH_VOLUME_FILLING關(guān)鍵字進(jìn)行填充。
四 計(jì)算結(jié)果
炸藥起爆之后，爆轟波經(jīng)過隔板之后產(chǎn)生繞射，形成喇叭形爆轟波，然后壓垮藥型罩形成射流對(duì)靶板進(jìn)行侵徹。
五 附件
模型K文件，導(dǎo)入Hypermesh的STP文件以及一步一步進(jìn)行講解的視頻文件見付費(fèi)內(nèi)容，碼案例不易，感謝各位的支持，謝謝！
展開 S-ALE流固耦合算法在戰(zhàn)斗部自然破片模擬中的應(yīng)用 ￥6
1.利用S-ALE關(guān)鍵字生成歐拉域，并按照幾何形狀方式對(duì)裝藥進(jìn)行填充，設(shè)置起爆點(diǎn)；
ALE_STRUCTURED_MESH_POINTS
ALE_STRUCTURED_MESH
以上步驟結(jié)束后可以在Ls-prepost點(diǎn)擊左上角Keyword Entity/ALE/Structured_Mesh預(yù)覽生成的S-ALE網(wǎng)格，如下： 以上是模型建立工作，至此算咧已經(jīng)生成150x150x400=9143201,算上戰(zhàn)斗部殼體160000，一共1000萬(wàn)網(wǎng)格，這個(gè)量級(jí)的網(wǎng)格數(shù)量對(duì)于傳統(tǒng)ALE來說，求解速度會(huì)很慢，特別是戰(zhàn)斗部自然破片需要模擬到破片速度穩(wěn)定后，計(jì)算時(shí)間一般為零點(diǎn)幾秒，時(shí)間會(huì)更久，即使用MPP版本搭配高性能工作站，也需要花費(fèi)不少時(shí)間，有興趣的朋友們可以比較和S-ALE算法對(duì)比。
展開 
S-ALE模擬水爆炸無(wú)返射邊界問題 ￥49.9
S-ALE與傳統(tǒng)的ale算法的不同在于前者的流域是通過關(guān)鍵字控制軟件自動(dòng)生成，而后者通過手動(dòng)建模。兩種方法都有各自的優(yōu)點(diǎn)，S-ALE在于更加簡(jiǎn)明，計(jì)算時(shí)長(zhǎng)縮短，但流域只能是六面體，而ALE在于繁瑣，但有一定靈活性。
同時(shí)由于網(wǎng)格屬性不同在邊界的設(shè)定商業(yè)大不相同，附件提供一種基于S-ALE算法的邊界的定義方法。
LS-DYNA R13 SMP安裝教程 ￥19.89
LS-DYNA R13有不少實(shí)用的功能，比如SPG算法、S-ALE算法（包含*ALE_STRUCTURED_MESH_VOLUME_FILLING關(guān)鍵字）等，解決了很多問題；
1649121723(1).png
1649121560(1).png
安裝關(guān)鍵有幾個(gè)配置：
基于Mott隨機(jī)失效的榴彈型自然破片動(dòng)爆飛散仿真 ￥69.33
基于Mott隨機(jī)失效的榴彈型自然破片動(dòng)爆飛散仿真
關(guān)鍵詞：S_ALE算法、Mott隨機(jī)失效、榴彈型、自然破片、動(dòng)爆過程
破片類型：自然破片
耦合算法：S_ALE
失效類型：有/無(wú)隨機(jī)失效
榴彈落速：100m/s；800m/s
計(jì)算結(jié)果：
戰(zhàn)斗部800m/s落速動(dòng)爆時(shí)破片最高速度2713m/s，戰(zhàn)斗部100m/s落速動(dòng)爆時(shí)破片最高速度2137m/s，落速升高可有效提高破片飛散峰值速度，增強(qiáng)單體破片殺傷作用。
施加隨機(jī)失效與否，幾乎不影響破片飛散速度，但有隨機(jī)失效時(shí)殼體破壞效果更好、連片更少，更接近實(shí)際狀態(tài)。
付費(fèi)文件包括：4個(gè)K文件，800m/s和100m/s的有/無(wú)隨機(jī)失效的榴彈型自然破片動(dòng)爆飛散仿真K文件和答疑聯(lián)系方式。
計(jì)算結(jié)果動(dòng)畫：
①800m/s落速；含隨機(jī)失效
②800m/s落速；不含隨機(jī)失效
③100m/s落速；含隨機(jī)失效
④100m/s落速；不含隨機(jī)失效
展開 LS-DYNA | 積累的小知識(shí)點(diǎn)
寫成
*DATABASE_TRACER
0,1.0,x,y,z
會(huì)報(bào)錯(cuò)，
正確寫法
*DATABASE_TRACER
0,1,x,y,z
2、炸藥采用Lagrange算法，會(huì)因?yàn)榇笞冃纬霈F(xiàn)負(fù)體積錯(cuò)誤，采用增大網(wǎng)格可有效解決，或者減小時(shí)間步長(zhǎng)比例因子，如由0.67減小為0.01。
3、關(guān)于LS-DYNA的點(diǎn)火增長(zhǎng)模型，R11.0可正常運(yùn)行Lee模型，R13.0運(yùn)行Lee有bug，Lee模型會(huì)直接被起爆，二維模型存在這種現(xiàn)象。
4、LS-DYNA的批處理文件中，ncpu=-4，ncpu小于0才能給S-ALE算法帶來加速。
5、采用了*BOUNDARY_NON_REFLECTING無(wú)反射條件的關(guān)鍵字，CONTROL_TIMESTEP自動(dòng)給TSSFAC設(shè)置為0.67。
6、關(guān)于LS-DYNA的主面（Master）和從面（Slave）的概念
從面，考慮的是節(jié)點(diǎn)，網(wǎng)格劃分比主面更密；
主面，考慮的是段，可以是連續(xù)/不連續(xù)的網(wǎng)格。
7、關(guān)于*SECTION_SOLID算法編號(hào)的選擇
對(duì)于六面體單元，1號(hào)算法為最常用，2、3號(hào)算法一般用于線性單元，對(duì)于粗網(wǎng)格精度好，-18、62號(hào)算法也可用。
對(duì)于五面體單元，選用15、115號(hào)算法。
對(duì)于四面體單元，16、17號(hào)算法精度好，但不適合大應(yīng)變率。13號(hào)算法適合大應(yīng)變率，但需要更細(xì)的網(wǎng)格，4、13、16、17號(hào)算法適應(yīng)金屬、13號(hào)算法適用于橡膠等材料。
8、關(guān)于產(chǎn)生負(fù)的滑移能
第一種，基于段的映射方式：節(jié)點(diǎn)在兩端的交界處檢查不到穿透產(chǎn)生，PART之間發(fā)生穿透，系統(tǒng)做功，消耗勢(shì)能，表現(xiàn)為負(fù)的滑移能。
第二種，初始穿透：初始穿透，導(dǎo)致系統(tǒng)做功，產(chǎn)生負(fù)的滑移能。
解決方案，在*CONTROL_CONTACT中的IGNORE進(jìn)行設(shè)置，忽略所有初始穿透。
展開 基于結(jié)構(gòu)化sale方法的爆炸沖擊流固耦合研究
背景
本文通過某水下爆炸案例來介紹S-ALE算法的使用方法。
S-ALE（structured ALE結(jié)構(gòu)化ALE）算法的優(yōu)點(diǎn)如下：
1）網(wǎng)格生成更簡(jiǎn)單，可以內(nèi)部自動(dòng)生成ALE結(jié)構(gòu)化正交網(wǎng)格，無(wú)需前處理進(jìn)行建模及網(wǎng)格劃分，只需要k文件添加相應(yīng)的關(guān)鍵字即可；
2）需要更少內(nèi)存；
3）計(jì)算時(shí)間比傳統(tǒng)ALE減少1/3；
4）并行效率更高，SMP、MPP、MPP混合并行等；
5）非常穩(wěn)健。
2.幾何模型
首先利用workbench的dm模塊建立幾何模型，幾何模型僅僅為固體模型鋼板，如下圖所示：
炸藥和空氣，均在k文件中添加。
3.材料
靶板采用彈塑性本構(gòu)。
具體的材料本構(gòu)參數(shù)如下：
*MAT_PLASTIC_KINEMATIC
1 7.80 2.00 0.300000 0.355E-02 0.400E-02 0.100
0.00 0.00 0.350
4.單元及有限元網(wǎng)格
采用lagrange算法，在workbench下劃分鋼板的網(wǎng)格，網(wǎng)格尺寸為1cm。采用六面體網(wǎng)格。
展開 LS-DYNA高級(jí)應(yīng)用——近場(chǎng)爆炸作用鋼筋混凝土墻破壞模擬 S-ALE-FEM-SPH耦合模型 ￥100
image_process=/format,webp" data-initial-src="https://img.jishulink.com/202506/attachment/d4708bcd6dab499eac32e6cb68365872.jpg">
</figure>
</figure><p><br></p><p>計(jì)算模型簡(jiǎn)介：</p><p>固體域：</p><p>整體采用 FEM-SPH算法表征混凝土動(dòng)態(tài)失效及碎片云的形成過程。</p><p>鋼筋混凝土墻尺寸為2m×2m,強(qiáng)度C35,采用RHT材料模型。（FEM-SPH solid單元，網(wǎng)格尺寸1cm×1cm）</p><p>鋼筋為?10@150mm的雙層交錯(cuò)布置，材料HRB400,采用MAT_PLASTIC_KINEMATIC材料模型。(FEM-beam單元,單元長(zhǎng)度1cm)</p><p>流體域：</p><p>整體采用S-ALE算法表征炸藥爆轟過程。</p><p>炸藥為?150×200mm的圓柱狀TNT炸藥，爆距100mm。采用MAT_HIGH_EXPLOSIVE_BURN材料模型及JWL狀態(tài)方程。</p><p>空氣采用NULL材料模型，LINEAR_POLYNOMIAL狀態(tài)方程。</p><p>S-ALE網(wǎng)格尺寸1cm。</p><p>耦合算法：</p><p>采用罰耦合對(duì)流體域與固體域的流固耦合過程進(jìn)行計(jì)算。</p><p><br></p><p>計(jì)算效果：</p><p>損傷演化過程</p><p>依次為 正面開坑區(qū)損傷，背面崩落區(qū)損傷，側(cè)面剖視損傷。
展開 斯姆勒 | LS-DYNA碰撞、沖擊、流固與爆炸高級(jí)專題培訓(xùn)
LS-DYNA以Lagrange算法為主，兼有ALE、Euler、SPH、S-ALE 等算法；以結(jié)構(gòu)分析為主，兼有熱分析、流體-結(jié)構(gòu)耦合功能；廣泛應(yīng)用于汽車工業(yè)、航空航天、制造業(yè)、建筑業(yè)、國(guó)防、電子領(lǐng)域、石油工業(yè)等。目前對(duì)于這方面的系統(tǒng)培訓(xùn)比較缺乏，為了讓廣大結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員掌握LS-DYNA這個(gè)強(qiáng)大的結(jié)構(gòu)顯式動(dòng)力學(xué)計(jì)算的軟件。斯姆勒數(shù)值仿真研究院特舉辦“LS-DYNA碰撞、沖擊、流固與爆炸高級(jí)專題培訓(xùn)”專題培訓(xùn)。具體內(nèi)容如下：
一、培訓(xùn)目標(biāo)：
（一）理解結(jié)構(gòu)顯式動(dòng)力學(xué)計(jì)算的原理；
（二）掌握結(jié)構(gòu)顯式動(dòng)力學(xué)計(jì)算的方法；
（三）掌握解決顯式動(dòng)力學(xué)的熱點(diǎn)問題；
（四）培養(yǎng)獨(dú)立解決顯式動(dòng)力學(xué)工程問題的能力。
二、增值服務(wù)：
1、贈(zèng)送培訓(xùn)同屏錄制高清視頻（價(jià)值2680元）
2、贈(zèng)送資料包；
3、持本人學(xué)生證或教師證享有9折優(yōu)惠；一個(gè)單位同時(shí)報(bào)名2人享有9折優(yōu)惠； 一個(gè)單位同時(shí)報(bào)名3人以上（含）享有8.5折優(yōu)惠。
三、主講老師簡(jiǎn)介：
寧老師，斯姆勒首席專家，西安交通大學(xué)航空航天學(xué)院力學(xué)博士，多年上市機(jī)械企業(yè)結(jié)構(gòu)負(fù)責(zé)人，18年的軟件工程應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)；長(zhǎng)期從事有限元領(lǐng)域國(guó)家重大項(xiàng)目研究，發(fā)表論文20余篇，獲得專利11項(xiàng)，開發(fā)有限元軟件4項(xiàng)，具有資深的技術(shù)底蘊(yùn)和專業(yè)背景；擅長(zhǎng)靜力學(xué)，模態(tài)分析，隨機(jī)振動(dòng)/譜分析，隱/顯式動(dòng)力學(xué)分析，轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)分析、疲勞分析，線性/非線性屈曲分析，斷裂力學(xué)分析，壓電分析，復(fù)合材料分析，熱分析，流體力學(xué)分析，多場(chǎng)耦合分析，ANSYS二次開發(fā)等仿真分析。善于利用ANSYS進(jìn)行二次開發(fā)解決特定領(lǐng)域科研/工程問題。
展開 
