S-ALE方法
關注創建者：匿名 創建時間：2025-12-01
S-ALE方法的視頻教程
LS-DYNA水下航行體出水破冰模擬（S-ALE方法）
本課程系統講解基于LS-DYNA的S-ALE方法在水下航行體出水破冰仿真中的應用。課程涵蓋建模流程、關鍵參數設置及結果分析，重點解析S-ALE方法在流固耦合與多介質相互作用中的優勢，包括流體大變形、冰層斷裂及自由液面捕捉等難點。通過實際案例演示從幾何建模、材料定義、網格劃分到邊界條件設置的完整過程。
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采用S-ALE方法的實現靜水漂浮, 遠場邊界以及滲漏控制
S-ALE網格 構建 §3. 遠場邊界設置 §4. 基于S-ALE的流固耦合 設置 §5. 通過阻尼加速靜平衡 購買了視頻的朋友，需要k文件，課程附件中可以查看百度云盤地址和密碼！
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LS-DYNA的S-ALE算法在艙室內爆炸與沖擊領域的應用
對S-ALE所需流體空氣域定義進行設置，包括網格尺寸、節點等方面的詳細描述 4. 模型指向方向、共節點以及多種炸藥體的生成 5. 采用S-ALE方法對戰斗部爆炸碎片進行模擬 6. 歐拉體材料屬性的分配和關鍵技術要點的注意 7. 以S-ALE方式對空氣域中歐拉體邊界條件進行施加與設置 8.
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S-ALE方法的實例教程
為揭示碎片沖擊下油罐群的殉爆機制，基于LS-DYNA中的S-ALE（Simplified Arbitrary Lagrangian-Eulerian）多物理場耦合方法，開展典型油罐在碎片沖擊作用下的殉爆過程數值仿真研究，對于研究油罐群在高速破片沖擊下發生殉爆等問題具有重要意義。
關鍵詞：S-ALE；點火增長模型；碎片沖擊；油罐殉爆
1.模型介紹：
仿真模型結合了破片侵徹、油氣混合、點火擴散與壓力波傳播等多重物理過程，并引入點火增長模型刻畫油氣混合物的非線性燃燒行為。構建了S-ALE方法物理仿真模型，采用狀態方程*EOS IGNITION AND GROWTH OF REACTION IN HE進行設置，破片尺寸為5x1x5cm，速度為1500m/s，材料為銅。油罐直徑為25cm，高度為25cm，上層為9cm氣體，下層為15cm油體（等效為炸藥計算），油罐材料為鋼。
圖1 模型示意圖
2.計算結果：
圖2 壓力變化過程
付費文件包含K文件。
展開 相關動畫：
涉及到如下三個方面的關鍵設置
（1）S-ALE方法對滲漏的控制
（2）采用*INITIAL_HYDROSTATIC_ALE 和*ALE_AMBIENT_HYDROSTATIC 對初始靜壓的控制
（3）無板造波的方法
核心關鍵字
*ALE_STRUCTURED_MESH
$# mshid dpid nbid ebid
1 103 30000 30000
$# cpidx cpidy cpidz nid0 lcsid
10001 10002 10003 0 0
$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$
*ALE_STRUCTURED_MESH_CONTROL_POINTS
$# cpid unused unused sfo unused offo
10001 1.0 0.0
$# n x ratio
1 0.0 0.0
15
展開 首先明確ALE方法的使用場景及關注點，流體力學的流固耦合關心的是流場的運動，固體力學的流固耦合關心的是結構響應，兩者之間有本質的差別。
S-ALE（Structured ALE，）算法，以ALE方法為基礎，不僅提高了流體域網格的生成效率，同時提高了k文件的求解效率。
2 工況介紹
帶殼戰斗部高速運動過程中侵徹薄裝甲板（二分之一模型），模型簡單示意如下圖所示。
模型文件在分享案例文件中給出。
3 主要關鍵字
包括S-ALE關鍵字的使用，及二分之一邊界條件的設置（其他對稱邊界條件的設置以此類推），同時還包含侵徹過程中侵蝕單元的接觸設置。
*ALE_STRUCTURED_MESH
*ALE_STRUCTURED_MESH_CONTROL_POINTS
*ALE_STRUCTURED_MULTI-MATERIAL_GROUP
*ALE_STRUCTURED_FSI
*ALE_STRUCTURED_MESH_VOLUME_FILLING
*ALE_STRUCTURED_MESH_MOTION
*BOUNDARY_SALE_MESH_FACE
*CONTACT_ERODING_SURFACE_TO_SURFACE
4 結果示意
求解器版本SMP S R13.1.0（如電腦算力足夠，推薦使用雙精度求解）。下為求解效果展示。
展開 在后處理時，如果想要查看ale單元的壓力曲線，在selpart時，先不要取消掉S-ALEmesh，不要只留下fluid（ale）part，如下圖
這樣的話，你在history下選擇element時，雖然顯示的你可以選中單元，但是，你plot出來的都是0，不是真正的壓力曲線。
正確的做法是，將part S-ALE mesh顯示出來，然后再選擇你想查看的 單元 的 壓力曲線，就ok了
本文基于 Structured ALE（S-ALE）流固耦合方法對翼傘后緣偏轉過程進行動力學建模和仿真分析。研究翼傘三維模型后緣偏轉過程、傘衣結構場和周圍流場的時變演化規律及分布特性，為進一步指導大型翼傘精確空投系統的飛控系統設計和技術應用提供參考。
流固耦合建模
本文所研究的翼傘后緣偏轉過程是針對充滿鼓包狀態的翼傘三維模型進行的。翼傘系統包括傘衣、傘繩和掛重載荷，幾何模型如圖 1 所示。實際流固耦合仿真過程只考慮傘衣結構與流場的雙向耦合作用；傘繩在翼傘偏轉過程承受拉力，且通過傘繩施加后緣下拉過程的作用力載荷；忽略傘繩與周圍流體的耦合作用和繩索的阻尼效應。
圖 1 翼傘系統三維幾何模型
仿真方法驗證
為避免因流體和結構單元之間尺寸差異過大而導致顯式動力學積分過程可能出現的非物理特征“沙漏現象”，進而引起計算發散，流場網格尺寸與結構網格尺寸盡量接近1∶1，如圖 2 所示。
圖 2 翼傘氣室流固耦合仿真網格模型
本文采用 S-ALE 求解方法對流固耦合模型進行仿真計算，S-ALE 方法與傳統 ALE 方法的基本理論相同，均包括了映射過程的對流輸運、界面重構和歐拉流場與拉格朗日結構相互作用的流固耦合過程。不同的是，在網格的處理方法上，S-ALE 方法采用自動生成網格技術，即流場網格根據控制點設定的方向、增長率、網格尺寸、網格密度等參數在仿真過程中隨著時間步的推進逐漸產生，仿真前無需單獨建立流場網格。這可以極大減小網格處理時間并提高計算效率。經過仿真測算，與傳統 ALE 方法相比，S-ALE 方法的計算效率可以提高 60%。
仿真結果與驗證
圖 3 和圖 4 為翼傘后緣單側和雙側下偏操縱過程的傘衣表面結構 Von Mises 應力分布云圖。
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S-ALE方法的相關專題、標簽、搜索
S-ALE方法的最新內容
1 簡介
寫在前面，本模型不涉及任何實際場景，僅分享相關關鍵字的使用。
首先明確ALE方法的使用場景及關注點，流體力學的流固耦合關心的是流場的運動，固體力學的流固耦合關心的是結構響應，兩者之間有本質的差別。
S-ALE（Structured ALE，）算法，以ALE方法為基礎，不僅提高了流體域網格的生成效率，同時提高了k文件的求解效率。
2 工況介紹
帶殼戰斗部高速運動過程中侵徹薄裝甲板
在后處理時，如果想要查看ale單元的壓力曲線，在selpart時，先不要取消掉S-ALEmesh，不要只留下fluid（ale）part，如下圖
這樣的話，你在history下選擇element時，雖然顯示的你可以選中單元，但是，你plot出來的都是0，不是真正的壓力曲線。
正確的做法是，將part S-ALE mesh顯示出來，然后再選擇你想查看的 單元
構建了S-ALE方法物理仿真模型，采用狀態方程*EOS IGNITION AND GROWTH OF REACTION IN HE進行設置，破片尺寸為5x1x5cm，速度為1500m/s，材料為銅。油罐直徑為25cm，高度為25cm，上層為9cm氣體，下層為15cm油體（等效為炸藥計算），油罐材料為鋼。
流體域賦予理想氣體，并設定空氣流速為80m/s。計算方法選擇ALE流固耦合算法。其余Card填充較為繁瑣，不在此贅述。計算結果展示如下：
圖3 不同時刻降落傘充氣狀態（0s；0.3s；0.6s；1s）
降落傘充氣展開視角1
降落傘充氣展開視角2
文章內容轉自“云數仿真”微信公眾號
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不同的是，在網格的處理方法上，S-ALE 方法采用自動生成網格技術，即流場網格根據控制點設定的方向、增長率、網格尺寸、網格密度等參數在仿真過程中隨著時間步的推進逐漸產生，仿真前無需單獨建立流場網格。這可以極大減小網格處理時間并提高計算效率。經過仿真測算，與傳統 ALE 方法相比，S-ALE 方法的計算效率可以提高 60%。
該作品詳細介紹了計算流程，使其容易被其他從業者理解和應用，具有廣泛推廣的潛力，建議后期采用S-ALE方法進一步可提升計算效率。作品還關注了實際客戶可能面臨的油浸式變壓器電弧故障問題，提供了從材料測試到模型設置、結構分析和優化的全面解決方案，具備實際應用的參考價值。最后，對爆炸能量和電弧能量之間的等效關系提出了對比說明的建議，為該領域的研究提供了更深入的探討。
1、*INITIAL_HYDROSTATIC_ALE
2、*ALE_AMBIENT_HYDROSTATIC
3、*EOS_LINEAR_POLYNOMIAL
4、*INITIAL_VOLUME_FRACTION_GEOMETRY
5、方向向量的創建
6、流固耦合關鍵字
7、曲線的函數表示方式
8、S-ALE創建方法及關鍵字的使用
讓你掌握又一種方式的流固耦合分析
建模過程還涉及了各種幾何模型的管理工具以及特征樹等
完整展示：如何使用LS-PrePost幾何功能創建一個瓶子??
案例4：如何利用LS-PrePost的Solution Explorer創建一個SALE模型
模型說明：S-ALE方法被廣泛應用于多種工程領域，工程問題的多樣性增加了S-ALE模型創建的復雜度，為了簡化S-ALE模型的創建過程，Solution
/S-ALE方法最新關鍵字功能
?? 多重尺度仿真求解技術和先進數值方法（SPG、Peridynamics）的新功能
?? 材料本構、單元算法、連接和接觸
?? 隱式、NVH和聲學計算
報名方式
本文通過LS-DYNA利用S-ALE方法，主要探索了網格尺寸（徑向/軸向）對KB44裝藥聚能射流成型的影響。相關結論可為聚能裝藥網格尺寸劃分提供參考。
