LS-DYNA sph的案例
了解SPH的源流、特點、應(yīng)用及在LS-DYNA中模擬的注意事項
2）SPH控制的關(guān)鍵字：除常規(guī)關(guān)鍵字外，至少需要以下關(guān)鍵字SPH方可運(yùn)行，*Control_SPH，*Element_SPH，*Section_SPH3）光滑長度h的選用：*Section_SPH卡片Card1，item2，CSLH，合適的取值1.0~1.2，數(shù)值越大，支持域內(nèi)粒子越多，計算量越大。PS：此處并非真正的光滑長度h，而是一個系數(shù)，LS-DYNA已默認(rèn)為3*L，因此若CSLH取1.0，則h=CSLH*3*L，其中L為最大單元特征長度。
4）SPH粒子質(zhì)量多大合適：mass value的取值不當(dāng)，會造成應(yīng)力波無法正常傳播，這個質(zhì)量可以根據(jù)具體問題進(jìn)行調(diào)整，但是在Mass=total mass/total number附近為宜。
5）SPH是否支持SPC邊界？Yes
6）SPH專用邊界關(guān)鍵字：*Boundary_SPH_Flow, *Boundary_SPH_Symmetry_Plane.前者用于施加流體邊界，后者用于虛粒子配置。
7) LS-DYNA/SPH模型的建立方法：把有限元模型用LS-DYNA生成K文件，用文本編輯器編輯K文件，刪除*ELEMENT_SOID、*SECTION_SOLID等Lagrange單元信息，添加SPH質(zhì)點及其相關(guān)屬性*ELEMENT_SPH、*SECTION_SPH和*CONTROL_SPH等關(guān)鍵字，保存修改后的單元類型、材料類型及參數(shù)、接觸方式、節(jié)點編號等設(shè)置，重新生成K文件。單元網(wǎng)格劃分一定要均勻，單元質(zhì)量=總質(zhì)量/粒子總數(shù)。由于是無網(wǎng)格方法，SPH算法要求粒子的初始質(zhì)量和坐標(biāo)滿足一定的條件：所有的SPH粒子應(yīng)具有相同的質(zhì)量，即同種材料的粒子（具有相同的初始密度）具有相同的體積。
展開 【公益帖】LS-DYNA SPH方法使用注意事項(穿透和常規(guī)問題)
Yes 如果是對稱面，不建議使用，建議用SPH專有的對稱邊界條件
6）SPH專用邊界關(guān)鍵字：*Boundary_SPH_Flow, *Boundary_SPH_Symmetry_Plane.前者用于施加流體邊界，后者用于虛粒子配置。
7) LS-DYNA/SPH模型的建立方法：把有限元模型用LS-DYNA生成K文件，用文本編輯器編輯K文件，刪除*ELEMENT_SOID、*SECTION_SOLID等Lagrange單元信息，添加SPH質(zhì)點及其相關(guān)屬性*ELEMENT_SPH、*SECTION_SPH和*CONTROL_SPH等關(guān)鍵字，保存修改后的單元類型、材料類型及參數(shù)、接觸方式、節(jié)點編號等設(shè)置，重新生成K文件。單元網(wǎng)格劃分一定要均勻，單元質(zhì)量=總質(zhì)量/粒子總數(shù)。由于是無網(wǎng)格方法，SPH算法要求粒子的初始質(zhì)量和坐標(biāo)滿足一定的條件：所有的SPH粒子應(yīng)具有相同的質(zhì)量，即同種材料的粒子（具有相同的初始密度）具有相同的體積。
8）如何進(jìn)行SPH-FEM聯(lián)合仿真：SPH方法中node與element其實是一一對應(yīng)的關(guān)系，聯(lián)合仿真一般用接觸來實現(xiàn)，SPH接觸一般采用node形式，F(xiàn)EM接觸可進(jìn)行選擇node或者element。 基礎(chǔ)理論與工程實踐一書中有彈體侵徹靶板的FE/SPH耦合計算實例
ANSYS+11_0_LS-DYNA基礎(chǔ)理論與工程實踐.pdf
9）虛粒子多少層合適：個人建議不低于3層
展開 利用ANSYS/LS-DYNA的SPH-FEM耦合拉伸模擬
光滑粒子動力學(xué)（smoothed particle hydrodynamics，SPH）的基本思想是將連續(xù)體離散為相互作用的粒子，每個粒子具有密度、質(zhì)量以及相關(guān)物理屬性，粒子間運(yùn)動遵循牛頓第二定律；其本質(zhì)是一種拉格朗日方法，運(yùn)用插值理論將宏觀變量（如壓力、密度以及溫度等）一系列無序點的值通過微分形式轉(zhuǎn)換成積分運(yùn)算。SPH法采用粒子劃分，不依賴于網(wǎng)格，具有很好的自適應(yīng)性，可以避免網(wǎng)格畸變，適合切削引起的大變形問題。然而SPH法對每個粒子進(jìn)行計算時，需要搜索影響區(qū)域內(nèi)近鄰的粒子信息、粒子物理量計算和搜索信息都比較費(fèi)時，因此計算效率比普通的有限元法低，對于三維模型占用計算機(jī)資源較大。
針對SPH與FEM的各自特點，為提高計算效率并消除網(wǎng)格畸變，采用SPH與FEM耦合的方法解決切削數(shù)值模擬問題。在變形大的區(qū)域采用SPH，避免FEM的網(wǎng)格畸變過大造成計算困難。在變形小的區(qū)域采用FEM，以提高計算效率。SPH與FEM耦合算法分為固定耦合算法和自適應(yīng)耦合算法。固定耦合算法在計算之前就已確定SPH區(qū)域和FEM區(qū)域。自適應(yīng)耦合算法則在計算之前都是FEM網(wǎng)格，在計算過程中自動地將大變形的有限元網(wǎng)格單元轉(zhuǎn)換為光滑粒子，并按SPH法計算物理量。
基于以上考量，本文運(yùn)用ANSYS/LS-DYNA進(jìn)行了SPH-FEM耦合算法的拉伸試驗?zāi)M。
2、模型設(shè)置
分析模型如下圖所示，拉伸件兩端采用殼單元，中間段采用SPH粒子法劃分。粒子與殼單元接觸段采用tie功能進(jìn)行綁定，以實現(xiàn)FEM與SPH之間的耦合計算。
展開 油液流動及冷卻分析——了解LS-DYNA中的顯式SPH求解功能
SPH常見的問題有，難以找到自由表面的位置，它只是一系列點或球面，重建表面的后處理計算代價非常高。通常在后處理過程中，可視化方式只是一些球的集合。對于真正的大型域，如果流體規(guī)模很大，并且存在復(fù)雜的幾何結(jié)構(gòu)，那么在后處理過程中就很難真正看清實際的情況。后處理工具EnSight無需費(fèi)力執(zhí)行立方體算法和重建自由表面，采用某種渲染算法，本身能夠即時渲染表面實現(xiàn)可視化。
小結(jié)
未來開發(fā)團(tuán)隊會持續(xù)改進(jìn)ISPH工作流程。總體而言，目前需要使用腳本工具以及需要用戶自己定義一些關(guān)鍵字。未來該工作流程將集成到LS-PrePost中，方便用戶快速創(chuàng)建ISPH模型和后臺自動設(shè)置相關(guān)關(guān)鍵字。
相關(guān)資料：
獲取Ansys在你所在領(lǐng)域的更多介紹及應(yīng)用實踐信息
您也可以聯(lián)系A(chǔ)nsys中國官方產(chǎn)品咨詢熱線，獲取更多相關(guān)資料：400 819 8999
2023年LS-DYNA活動將逐漸開啟，期望能為您帶來更豐富的LS-DYNA相關(guān)活動及更多優(yōu)質(zhì)內(nèi)容，更多LS-DYNA最新資訊，可前往微信公眾號：LSDYNA
文章來源：2022 第五屆LS-DYNA技術(shù)論壇，作者：Edouard Yreux, ANSYS, Inc. Lead R&D Engineer
視頻鏈接：
基于ISPH方法的油液流動和冷卻分析
技術(shù)校對：王強(qiáng)， Ansys高級應(yīng)用工程師；整理編輯：俞琴
展開 
你不知道的CAE小常識（二十八）
7) LS-DYNA/SPH模型的建立方法：把有限元模型用LS-DYNA生成K文件，用文本編輯器編輯K文件，刪除*ELEMENT_SOID、*SECTION_SOLID等Lagrange單元信息，添加SPH質(zhì)點及其相關(guān)屬性*ELEMENT_SPH、*SECTION_SPH和*CONTROL_SPH等關(guān)鍵字，保存修改后的單元類型、材料類型及參數(shù)、接觸方式、節(jié)點編號等設(shè)置，重新生成K文件。單元網(wǎng)格劃分一定要均勻，單元質(zhì)量=總質(zhì)量/粒子總數(shù)。由于是無網(wǎng)格方法，SPH算法要求粒子的初始質(zhì)量和坐標(biāo)滿足一定的條件：所有的SPH粒子應(yīng)具有相同的質(zhì)量，即同種材料的粒子（具有相同的初始密度）具有相同的體積。【詳見#12樓，感謝zhuliuxian】
8）如何進(jìn)行SPH-FEM聯(lián)合仿真：SPH方法中node與element其實是一一對應(yīng)的關(guān)系，聯(lián)合仿真一般用接觸來實現(xiàn)，SPH接觸一般采用node形式，F(xiàn)EM接觸可進(jìn)行選擇node或者element。基礎(chǔ)理論與工程實踐一書中有彈體侵徹靶板的FE/SPH耦合計算實例。
9）虛粒子多少層合適：個人建議不低于3層。
展開 LS-Dyna通過SPH與六面體碰撞對比 ￥10
SPH無網(wǎng)格算法，在連續(xù)體的破碎與分離分析中得到了應(yīng)用。在解決極度變形和破壞類型的問題上， SPH 有著其他方法無法比擬的優(yōu)勢，可以說無網(wǎng)格算法正在成為數(shù)值分析領(lǐng)域的研究熱點，具有很好的發(fā)展前景。
上圖模型中，同時包含了六面體網(wǎng)格單元與SPH 節(jié)點，左右兩模型具有相同的材料、外形與初速度。
對比上圖可以看出，LS-DYNA3D 中SPH 算法的計算結(jié)果與傳統(tǒng)Lagrange 網(wǎng)格的計算結(jié)果一致性較好。
附件是SPH計算源文件（k文件），僅供學(xué)習(xí)，記得點贊關(guān)注呀！
LS-DYNA SPH-DEM彈體侵徹砂土 ￥251
<p>采用LS-DYNA軟件，通過SPH-DEM耦合算法構(gòu)建彈體侵徹砂土模擬，其中SPH為彈體，DEM為砂土，</p><p>主要難點如下：</p><p>（1）SPH炸散問題</p><p>（2）DEM顆粒間穿透</p><p>（3）SPH-DEM耦合理論</p><div contenteditable="false" width="100%"><jsk id="C_Playf0bb79713c1171f1805c4531959c0102" videoid="f0bb79713c1171f1805c4531959c0102" duration="0秒"><img src="https://img.jishulink.com/static/web/youku-case.png"></jsk></div><p><br></p>
展開 LS-DYNA SPH-FEM彈體侵徹土壤 ￥251
<p>基于LS-DYNA軟件，采用SPH-FEM耦合算法構(gòu)建剛體彈體侵徹土壤數(shù)值模型，其中土壤采用SPH粒子建模，彈體采用FEM網(wǎng)格建模。本模型難點如下：</p><p>（1）固結(jié)接觸應(yīng)力波傳遞連續(xù)性問題</p><p>（2）彈體與SPH土壤接觸穿透問題，</p><p>（3）MAT_SOIL_AND_FOAM（005）本構(gòu)模型參數(shù)含義</p><p><br></p><p>結(jié)果展示</p><p><br></p><p><br></p><p><br></p><figure style="text-align: center;" class="ql-align-center">
<figure class="figure-image" contenteditable="false" data-img="https://img.jishulink.com/202604/attachment/36e2d930a2bf448997a3c933ffeb0383.png" style="display: inline-block;">
<img src="https://img.jishulink.com/202604/attachment/36e2d930a2bf448997a3c933ffeb0383.png" data-mobile-src="https://img.jishulink.com/202604/attachment/36e2d930a2bf448997a3c933ffeb0383.png?image_process=/format,webp" data-pc-src="https://img.jishulink.com/202604/attachment/36e2d930a2bf448997a3c933ffeb0383.png?
展開 基于LS-DYNA的FEM-SPH耦合算法模擬高位突水對露天臺階的影響（附K文件） ￥38.79
傳統(tǒng)的有限元方法在求解流固耦合問題時存在許多困難，而FEM-SPH(有限元-光滑粒子法)在求解流固耦合問題時可以完美解決這個問題，F(xiàn)EM-SPH耦合算法可以作為一種新的思路求解流固耦合問題。本案例中采用FE-SPH耦合算法有效地模擬了高突水問題對露天臺階的影響，露天臺階采用FEM有限元模型，高位水庫采用SPH粒子，可以實現(xiàn)流體與固體系統(tǒng)的動態(tài)耦合分析。模擬結(jié)果較好地反映了突水對臺階的沖擊造成的動力破壞過程和動力響應(yīng)。模擬過程及結(jié)果如下：
圖1 高位突水對露天臺階動態(tài)響應(yīng)
圖2 高位突水對露天臺階模擬過程
“基于LS-DYNA的FEM-SPH耦合算法模擬高位突水對露天臺階的影響”這個案例是關(guān)于FEM-SPH耦合算法比較經(jīng)典的一個算例，案例后附有K文件供各位參考學(xué)習(xí)，歡迎一起交流學(xué)習(xí)！
展開 LS-DYNA聚丙烯球體入水驗證（SPH-DEM） ￥300
<p>基于LS-DYNA軟件，水采用SPH，球體為DEM</p><p><br></p><figure style="text-align: center;" class="ql-align-center">
<figure class="figure-image" contenteditable="false" data-img="https://img.jishulink.com/202605/attachment/093d5caba46c42189924455557ad7482.png" style="display: inline-block;" data-regular="true">
<img src="https://img.jishulink.com/202605/attachment/093d5caba46c42189924455557ad7482.png" data-mobile-src="https://img.jishulink.com/202605/attachment/093d5caba46c42189924455557ad7482.png?image_process=/format,webp" data-pc-src="https://img.jishulink.com/202605/attachment/093d5caba46c42189924455557ad7482.png?
展開 ANSYS2020-SPH 方法 ￥20
ANSYS 2020 R2版本增加了SPH方法，可應(yīng)用于Explicit Dynamics 和LSDYNA模塊 。下面簡單介紹下：
1、首先通過拖動Explicit Dynamics模塊進(jìn)入工作臺。2、進(jìn)入engineering data中選擇材料AL7075-T6和AL2024T35材料。3、在DM中建立直徑為10mm的球，200mm的靶板4、在reference frame中選擇particle，然后劃分網(wǎng)格。5、基于小球初始速度，其中y方形速度為4000m/s，z方向速度為6000m/s。可以通過改變結(jié)構(gòu)的尺寸和材料可以進(jìn)行不同的仿真可以進(jìn)行SPH-FEM-BEM耦合可以通過LS-DYNA進(jìn)行SPH的仿真
展開 
LS-DYNA | 自適應(yīng)FEM-SPH方法 ￥150
光滑粒子流體動力學(xué)(SPH)作為一種無網(wǎng)格、拉格朗日粒子法，能克服基于網(wǎng)格的方法的缺陷。SPH在處理大變形方面較有限元法(<a href="https://www.yqgqt.org.cn/major/cae" rel="noopener noreferrer" target="_blank" style="color: rgb(51, 51, 51);">FEM</a>)等拉格朗日網(wǎng)格方法有優(yōu)勢，計算精度和效率都不及<a href="https://www.yqgqt.org.cn/major/cae" rel="noopener noreferrer" target="_blank" style="color: rgb(51, 51, 51);">FEM</a>，并且SPH的邊界處理不如<a href="https://www.yqgqt.org.cn/major/cae" rel="noopener noreferrer" target="_blank">FEM</a>方便。</p><p>基于此，發(fā)展了將SPH與FEM進(jìn)行耦合的方法，有FEM-SPH固定和FEM-SPH自適應(yīng)兩種算法。FEM-SPH固定耦合算法在模型中變形較大的部分使用SHP算法，其余部分使用FEM，F(xiàn)EM與SPH邊界采用接觸方式進(jìn)行連接；有別于固定耦合算法，自適應(yīng)FEM-SPH算法是將失效的拉格朗日單元自動轉(zhuǎn)換為SPH粒子，無需單獨(dú)創(chuàng)建SPH單元，原理如下圖。
展開 Meshless Methods in LS-DYNA: An Overview of EFG and SPH
EFG and SPH無網(wǎng)格法在ls-dyna中的應(yīng)用
Meshless_Methods_in_LS-DYNA_An_Overview_of_EFG_and_SPH.pdf
Meshless_Methods_in_LS-DYNA_An_Overview_of_EFG_and_SPH.pdf
EFG and SPH in ls-dyna
Meshless-Methods-in-LS-DYNA-An-Overview-of-EFG-and-SPH.pdf
03_fracture.pdf
2014-10-09_Graf_et_al_Adhesive_Modeling-v2-download.pdf
項目展示-水流射巖（LS-DYNA）SPH方法
有需求聯(lián)系QQ：1772619227
水流速度是500m/s
