耦合歐拉-拉格朗日有限元法（GEL）
關(guān)注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時(shí)間：2021-08-17
耦合歐拉-拉格朗日有限元法（GEL）的視頻教程
基于耦合歐拉-拉格朗日法（CEL）的水流波動(dòng)流體仿真模擬（純操作演示）
基于 ABAQUS 平臺(tái)構(gòu)建了一種耦合歐拉-拉格朗日流體流動(dòng)有限元模型 （ CEL）流固耦合
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耦合歐拉-拉格朗日有限元法（GEL）的實(shí)例教程
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采用耦合歐拉-拉格朗日法對(duì)攪拌摩擦焊接攪拌頭下扎過(guò)程進(jìn)行Abaqus數(shù)值模擬。
建立Eulerian domain的Part，類型設(shè)置為Eulerian，要注意Eulerian domain和Lagrangian domain要保證有重疊的部分，這是一種弱耦合，數(shù)據(jù)在兩個(gè)區(qū)域間拋來(lái)拋去，所以網(wǎng)格要有重疊部分。
2. 定義水的材料屬性
選擇狀態(tài)方程模型EOS中Us-Up，設(shè)置聲速c0=1483m/s；密度為1000kg/m3；粘度為0.001kg/ms。并把截面屬性賦給Eulerian domain。
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另外，我們基于Ansys Lumerical FDTD軟件及波導(dǎo)邊界曲線伴隨法逆向設(shè)計(jì)，優(yōu)化實(shí)現(xiàn)了任意角度X型交叉等器件，器件體積極致縮小。
核心技術(shù)原理
基于拉格朗日方程與牛頓 - 歐拉方程，采用變步長(zhǎng)剛性積分算法 + 稀疏矩陣技術(shù)，高效求解大規(guī)模非線性動(dòng)力學(xué)方程；支持剛?cè)?em>耦合、非線性接觸、摩擦、疲勞、振動(dòng)等多物理場(chǎng)耦合分析，兼顧計(jì)算精度與效率。
二、核心優(yōu)勢(shì)
1.
流體力學(xué)仿真（CFD）僅能計(jì)算風(fēng)力載荷，但要評(píng)估結(jié)構(gòu)在這些時(shí)變載荷下的動(dòng)態(tài)響應(yīng)（應(yīng)力、變形、穩(wěn)定性、振動(dòng)頻率），則需要在CFD基礎(chǔ)上耦合結(jié)構(gòu)力學(xué)分析模塊（如FEA有限元分析），這種多物理場(chǎng)仿真技術(shù)稱之為流-固耦合仿真（FSI）。
流-固耦合仿真（FSI）：計(jì)算流體域的流場(chǎng)壓力實(shí)時(shí)作用于固體結(jié)構(gòu)網(wǎng)格上，結(jié)構(gòu)的變形或振動(dòng)也反過(guò)來(lái)影響流體邊界的形狀及流動(dòng)狀況。
自 1990 年代 Moulinec 和 Suquet 提出基于 FFT 的線性解析法以來(lái)，譜方法憑借其無(wú)需網(wǎng)格劃分、直接處理微觀圖像的優(yōu)勢(shì)，迅速成為挑戰(zhàn)傳統(tǒng)有限元法（FEM）的利器。
然而，早期的 FFT 框架大多局限于剛塑性或線性彈性。2012 年，Ricardo A.
為此本次分享結(jié)合有限元后處理與雙分支深度學(xué)習(xí)，提出FEM-DL耦合方法，融合局域場(chǎng)信息實(shí)現(xiàn)復(fù)雜磁件損耗精準(zhǔn)預(yù)測(cè)，有效結(jié)合仿真與數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)優(yōu)勢(shì)，預(yù)測(cè)效果良好。
ISPG方法基于拉格朗日粒子法，專門用于求解粘性流體的自由表面流問(wèn)題。該方法在多個(gè)工程領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用前景，尤其適用于回流焊工藝仿真，例如在結(jié)構(gòu)翹曲變形作用下的焊球形狀及橋接現(xiàn)象模擬。此外，它在粘膠工藝分析（如壓膠形狀預(yù)測(cè)）等方面也展現(xiàn)出良好的適用性。
針對(duì)上述問(wèn)題，基于模態(tài)綜合法原理，在Simulink環(huán)境中構(gòu)建三軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的剛?cè)?em>耦合動(dòng)力學(xué)模型，旨在真實(shí)反映系統(tǒng)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中剛體位移與柔性變形之間的耦合效應(yīng)，為平臺(tái)結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)特性分析與優(yōu)化提供可靠的仿真參考。
剛?cè)?em>耦合動(dòng)力學(xué)研究同時(shí)包含大范圍剛體運(yùn)動(dòng)與彈性變形相互作用的系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)問(wèn)題。針對(duì)三軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)等多體系統(tǒng)，直接采用有限元法進(jìn)行全柔性建模將導(dǎo)致自由度龐大、計(jì)算效率低下。
該有限元模型為軸對(duì)稱模型，并且由于坯料的中間面是一個(gè)對(duì)稱平面，因此只包含了坯料的上半部分。在Abaqus/Standard和Abaqus/Explicit的模擬中，均使用了軸對(duì)稱CAX4R單元：這是一種具有單個(gè)積分點(diǎn)和“沙漏控制”的四節(jié)點(diǎn)四邊形單元，用于控制由完全減縮積分引起的偽機(jī)制。選擇此單元是因?yàn)閷?duì)于涉及非線性本構(gòu)行為的問(wèn)題來(lái)說(shuō)，它的計(jì)算成本相對(duì)較低。
[案例]薄壁彎管在內(nèi)壓和彎矩作用下的彈塑性坍塌分析1個(gè)月前
S8R5單元ELBOW31B和B31的對(duì)比
追求精度，驗(yàn)證機(jī)理：應(yīng)使用S8R5或其他殼單元建立詳細(xì)的有限元模型。這是研究彎管復(fù)雜非線性行為（如彈塑性坍塌）最可靠的方法。
工程分析，平衡效率：對(duì)于包含彎頭的管道系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)級(jí)分析時(shí)，推薦采用 混合建模：彎頭部分使用 ELBOW31B。它能以遠(yuǎn)低于殼單元的成本，提供比標(biāo)準(zhǔn)梁?jiǎn)卧侠淼枚嗟念A(yù)測(cè)結(jié)果。直管段部分：使用 B31。
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4/30 | Lumerical VCSEL全新求解器功能詳解
主題簡(jiǎn)介：本次直播將會(huì)介紹 Lumerical 用于垂直腔面發(fā)射激光器設(shè)計(jì)的新型求解器, 全新的 VCSEL 設(shè)計(jì)工具支持模擬 VCSEL 的光學(xué)、電氣和熱行為，專為需要 VCSEL 全耦合多物理有限元仿真的研究人員和工程師設(shè)計(jì)。
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