abaqus周期網格的案例
Abaqus三維周期性邊界和一般周期性邊界施加
針對ABAQUS周期性邊界手動施加繁瑣，復雜的問題，開發了兩款腳本文件，用于施加周期性邊界和一般周期性邊界。其中，周期性邊界的單元類型沒有任何限制；一般周期性邊界的單元類型需為四節點，如C3D4、C3D4R等。這兩款代碼，實現的效率比較高，對于節點數量在10W的模型，其需要的時間在1分鐘內（一般筆記本電腦）；計算結果合理，其測試模型為100mm*100mm*100mm的立方體，材料彈性模型為2.1e5MPa，泊松比為0.3，施加x向為5mm的拉伸位移，用周期性或一般周期性代碼進行施加邊界，具體如下圖所示。
作者QQ：2812468512
展開 案例教程|創建周期性網格
導讀
在CFD計算中，周期邊界應用非常廣泛，當幾何模型對稱時，采用周期性邊界可以大大減少計算量。本文描述了如何在Fluent Meshing及Ansys Meshing模塊中創建周期性網格的步驟。
Ansys Meshing
1.創建模型
新建幾何模型
剖分處1/4或1/2完整幾何體，這個幾何體有2個周期性邊界。
2.Ansys Meshing 網格劃分
進入Meshing模塊
創建柱左邊系Coordinate Systems<Insert<Coordinate Systems。
在彈出的面板中
選擇柱坐標系Cylindrical，Origin設置旋轉中心
將旋轉中心設置在旋轉軸上。
展開 葉輪機械CFD分析周期性網格設置方法
如下圖所示，應用Match Control工具，可以確保周期面上的網格對應，這樣當網格導入Fluent中時，可以直接建立一致性網格的周期面。
周期性界面設置
將已經劃分的網格導導入Fluent中，如果周期面對應的named selection前綴為periodic，導入Fluent后，網格將會自動設置周期邊界，否則需要按照以下方法進行周期面設置：
（1）對相關計算域指定旋轉軸，如下圖所示。
（2）在控制臺中輸入命令“/mesh/modify-zones/make-periodic”，并分別輸入周期面對應的ID號，按照提示創建旋轉周期面。
（3）完成周期面邊界設置后，在邊界條件中會出現periodic的邊界，即表示周期邊界創建成功。
周期性顯示后處理
當完成所有的求解工作后，通過Fluent的后處理功能可以進一步對完整流場進行顯示，如下圖所示，在View中對周期顯示區域進行設置，最終將可視化結果還原為整個葉輪，使結果顯示更加直觀清晰。
如何正確的應用Fluent進行葉輪機械的CFD性能評估，并通過設計優化方法完成葉輪機械流體性能的提高。
展開 葉輪機械CFD分析周期性網格設置方法
對于葉輪機械而言，流體性能的好壞至關重要，傳統的葉輪機械設計是以實驗為基礎的設計，設計周期長，同時費用高，而通過應用CFD技術，則可以大大降低設計周期和成本，并能夠準確給出設備的整體流動性能和局部流動細節，預知可能的問題并提前進行優化。
周期性幾何簡化
由于葉輪機械的局部特征對流場結果的準確性至關重要，在進行網格劃分的過程中，常常需要對葉片、輪轂等局部細小特征進行高分辨率的捕捉，因此導致最終劃分的葉輪機械流場網格量巨大無比，求解效率較低。
而實際上，葉輪機械幾何及流場都具有周期性的特點，為了優化求解速度，我們完全可以充分利用這一特點，提取出葉輪機械的周期性幾何進行分析，如下圖所示，在幾何工具中截取具有周期性的流體域，提取的時候要注意，我們需要得到的是轉動周期性區域，我們可以根據葉片的數量進行角度計算，并通過旋轉軸截取固定角度的扇形周期區域。
周期性網格控制
通過Ansys Workbench導入幾何，并應用Ansys Meshing進行網格劃分。為了便于后續Fluent進行周期面的設置，我們可以使用Meshing中的“Match Control”工具對周期面上的網格設置。
如下圖所示，應用Match Control工具，可以確保周期面上的網格對應，這樣當網格導入Fluent中時，可以直接建立一致性網格的周期面。
周期性界面設置
將已經劃分的網格導導入Fluent中，如果周期面對應的named selection前綴為periodic，導入Fluent后，網格將會自動設置周期邊界，否則需要按照以下方法進行周期面設置：
（1）對相關計算域指定旋轉軸，如下圖所示。
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多晶塑性任意復雜網格周期性邊界的施加
其基本做法是將對邊位移連續性從“節點對節點”提升為“點對面/面到面”的映射關系：對邊某一點的位移可以由另一側面上相鄰單元的插值來表示，從而建立周期性約束，這帶來的價值非常直接：
不犧牲網格質量：可以在需要的區域加密、在晶界處優化單元形狀，而無需為了配對去遷就對邊節點；
適配真實復雜幾何：晶粒邊界、第二相形狀、孔洞等可以更自然地離散，減少“鋸齒邊界”帶來的假象；
提升建模效率：無需反復調網格去滿足周期配對，顯著降低前處理成本；
更穩健的多物理耦合：對相場裂紋、擴散–力學耦合、損傷演化等，邊界幾何與網格質量常是結果可靠性的前提，非匹配 PBC 能提供更通用的邊界框架。
簡言之：它把周期性邊界從“依賴網格結構的技巧”變成“適用于任意網格的通用約束能力”，讓多晶模擬在復雜微結構問題上更可擴展、更可復用。
這里展示使用“非匹配網格下的周期性邊界”的二維和三維復雜模型的非體素網格的周期性模擬結果：
二維模型：
拉伸變形結束后的模擬結果：
等效應力分布：
累計剪切滑移：
三維模型：
拉伸變形結束后的模擬結果：
等效應力分布：
累計剪切滑移：
周期性位移確認：
位移U2：
位移U3：
可以看到，位移分布特征（鏡像）具有完美的周期性特征
展開 旋轉機械的周期性網格劃分與CFD數值分析
attention：此葉輪之所以能劃分出60°周期性網格，是因為葉片數為6，所以無論以怎樣的60°角度去切，其左右部分旋轉60°后是都可以重合在一起的，即其各種計算參數都是一致的 即 P:left=P:right
葉輪1.jpg
葉輪2.jpg
分割成60°周期模型.jpg
截圖23.gif
網格放大圖1.jpg
截圖26.gif
進口邊網格細化
截圖27.gif
葉輪主流區域網格劃分，葉輪的左邊兩塊和右邊兩塊區域都是一一對稱的，這也是能夠進行周期計算的原因
截圖29.gif
截圖30.gif
截圖01.gif
壁面附近相對速度矢量分布放大圖
展開 Easypbc插件的周期性網格劃分（插件作者所用方法）
Easypbc插件需要相對面的節點一一對應，方便后續點對點周期性邊界條件的施加，如果節點不是一一對應的就會導致插件報錯。那么如何劃分周期性網格呢？
1.有些人是在Hypermesh中劃分的，該方法我也嘗試過。在導入到ABAQUS后，Mapping accuracy默認1E-07時，無法創建一一對應哪個的節點集合。只有將其放大，例如1E-03才可以。所以該方法既有較高的學習成本，網格質量也一般。
2.方法2就是在ABAQUS中實現。劃分網格時選擇Sweep，就可以讓Easypbc插件在后續過程中正確運行。該方法是插件作者所用的方法，視頻鏈接：EasyPBC: Plugin instillation and composite homogenisation example - YouTube。希望可以給大家省點時間，少走彎路！
展開 記錄貼——關于ICEM周期網格導出問題
問題描述：在通過ICEM將成周期幾何劃分一個周期的網格后，且將按照周期性旋轉之后在導出網格后依然出現僅有原本的那部分網格？
其實，就是導出的網格不是全部幾何，只有一部分
這問題其實是由于對周期面沒有正確處理，因此對周期面進行正確處理是解決問題的關鍵
下面介紹具體步驟：
將劃分完一個周期網格的兩個周期面分別劃分到兩個Part中
旋轉復制一個周期的全部網格，需要注意的是周期面的網格也要同時旋轉
之后旋轉后的網格是可以直接輸出的，不過為了去掉中間的周期面是可以直接刪除周期面的Part
以上方法在ANSYS CFX中做過測試，另在Fluent中也是可以的
展開 周期性瞬態導熱有限元計算網格剖分規則研究
流固耦合
周期性瞬態導熱有限元計算網格剖分規則研究.pdf
內燃機機體內冷卻水腔的三維精確建模.pdf
涵道內周期性網格劃分方法全程視頻教程+全部文件 ￥40
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Abaqus混凝土周期性邊界代表體單元插件：Random Sphere RVE 3D (Mesh) - AbyssFish ￥698
插件介紹
Random Sphere RVE 3D (Mesh) - AbyssFish 插件可在Abaqus生成三維具備周期性邊界條件(Periodic Boundary Conditions, PBC)的隨機球體骨料及骨料-水泥界面過渡區(Interfacial Transition Zone, ITZ)模型。即采用周期性代表性體積單元法(Periodic Representative Volume Element，PRVE)，以代表體積單元(Representative Volume Element，RVE)或稱為表征單元體(Representative Elemental Volume, REV)微觀結構的計算來準確地模擬和預測混凝土材料的宏觀行為。插件采用體素網格方式，通過背景網格將砂漿、骨料、ITZ劃分為三個集（Set），并對單元映射三種空材料。
插件支持設置長方體部件的長度(Length)、寬度(Width)、高度(Height)，以及在網格劃分中單元的尺寸(Element size)。可設置生成球體的最小粒徑(D_min)及最大粒徑(D_max)，即球體尺寸的分布范圍，球體占整個長方體試件的比例(Ratio)，界面過渡區的厚度(ITZ)，以及超時終止參數(Time)。
模型可分為砂漿基體、界面層、球體骨料三相材料。
插件生成的模型均滿足周期性分布邊界條件。
可對每個集(Set) 批量插入嵌入0厚度cohesive粘結單元（注：需要自行添加，本插件不具備此功能）。
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展開 
abaqus模擬周期性邊界條件（單向纖維復材單胞） ￥19.89
本實驗在邊界上只有12個節點，總共添加了14個約束方程，但考慮到實際問題有很對對稱的節點，這時用這種手動添加的方法會非常麻煩，這種情況下需要編寫自動識別對應節點并添加周期性邊界的腳本。</p><p><br></p>
Abaqus周期幅值曲線
在Abaqus的分析中，有時我們不能采用表格類型的幅值曲線定義載荷曲線，而需要采用周期幅值曲線。下面我們簡單介紹下Abaqus中的周期幅值曲線定義
Abaqus中是以傅里葉基數定義的周期幅值，如下公式：
對應于Abaqus中的定義參數如下：
當上面的參數都給出后，傅里葉基數就確定了，當然關于t的曲線也就確定了。當N不等于1的時候可以給多個A和B的值。例如：對于X=sint可以如下圖進行定義
基于ABAQUS的旋轉周期對稱結構振動仿真
ABAQUS是一款功能強大又方便操作的通用有限元仿真軟件。本文主要介紹ABAQUS在旋轉周期對稱結構仿真中的便捷性。在ABAQUS環境下，通常我們都對結構的強度和振動進行仿真時，都將整個結構模型進行網格劃分，然后進行整體分析。但對于一些結構如光盤、風扇、輪胎，甚至是汽輪機轉子等的旋轉周期對稱結構，我們則不必對整個模型進行建模，而是可以截取其中的一個扇區，將其作為計算模型，進行適當的設置便可進行整個模型的振動仿真。
以一個空心盤為例。如下圖所示：
若我們對這個模型進行強度與振動仿真，我們只需截取其中的一個扇區，如截取其中1/72（即5°）的扇區如下圖：
將其導出并劃分好網格，再導入ABAQUS中，設置旋轉周期對稱條件便能仿真整個盤的振動了。具體視頻操作見鏈接：http://www.yqgqt.org.cn/college/video/c10169
在這給出視頻中的相應結果：
一階一節徑振型
一階二節徑振型
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展開 abaqus簡單立方體胞元周期性邊界條件施加計算腳本源代碼 ￥39.9
<p class="ql-align-justify">abaqus中周期性邊界條件的施加一般通過方程約束，手動設置不僅繁瑣而且很容易出錯。根據文獻《Unit cells for micromechanical analyses of particle-reinforced composites》中簡單立方體胞元周期性邊界條件的施加方法，開發Python腳本，可以根據用戶提供的三維數組創建網格，并施加周期性邊界條件以及自動提交abaqus計算。在此提供程序的Python源代碼，和大家一起學習。代碼中重要語句都進行了注釋，對照參考文獻可以很好的理解周期性邊界條件施加過程及方法，代碼書寫不易，希望大家多多支持，共同進步。</p><div contenteditable="false" width="100%">
<figure class="figure-image" data-img="https://img.jishulink.com/202405/attachment/a0c6c582fbb144968943305041146d00.png" style="text-align: center">
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