涂層模擬
關注創建者：匿名 創建時間：2026-01-04
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此外，還包含非牛頓流體模型，能夠模擬非牛頓粘性流動問題
私信回復“ISPG”可獲取相關模型及學習資料
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文章來源：Ansys 2023R1網絡研討會，作者：許敬曉博士，ANSYS高級研發工程師
視頻鏈接：LS-DYNA中自適應ISPG方法的最新進展及其應用--回流焊、膠粘劑流動和涂層模擬
技術校對：董驍， Ansys高級應用工程師；整理編輯：俞琴
上圖展示了使用ISPG進行薄膜涂層的分析案例，圖中使用了軸對稱的模型。涂層粘性流體初始高度0.1毫米，半徑0.5毫米，設置接觸角為0.1度。可以看到，由于接觸角非常的小，流體在表面吸附力作用下表面擴張成薄薄的一層，最終厚度0.00337毫米，半徑是3.85毫米，厚度與半徑之比非常小。模擬值與理論值誤差小于0.2%，由此可以說明ISPG模擬精度非常高。
ISPG可以用非常粗的網格(原來是z方向的一層單元)精確地預測受微小接觸角(甚至0.1°)影響的流體分布，在薄膜涂層模擬中具有很好的應用前景。
ISPG進行毛細管的仿真，這同樣是一個軸對稱的模型。內外兩個容器，內容器半徑0.5毫米，外容器半徑15.5毫米，液體在細管狀物體內側，在表面張力和壁面吸附力的作用下，液體沿著壁面上升，最終整體形成凹面的形狀。
將仿真得到的最高點壓力和液體高度與理論值做比較，誤差均在1%以內，精度表現十分理想。
上圖是使用ISPG模擬包邊工藝過程中的粘膠劑流動過程的案例。這是一個自由表面流動問題，需要考慮雙向流固耦合，同時流動長度與間隙厚度比例較高。
ISPG求解具有以下特點：
LS-DYNA在一個求解器中集成多物理場分析能力，能夠考慮結構有限元與流體之間的雙向耦合，可用于模擬零部件連接過程中的粘膠劑流動過程
ISPG自適應技術，保證網格重劃分過程中的效率和穩定性
能夠精確的保持流體的體積，從而準確的預測工藝缺陷
潛在的應用包括捕捉包邊過程中的回彈效應
上圖可以看到，中間粘膠上下各有一塊金屬板材，金屬板材往下移動推動粘膠沿著板材表面延展擴張并最終溢出，粘膠厚度逐漸變薄。左圖展示了包變的幾何形狀和LS-DYNA模型截面示意圖，D為粘膠中心到包邊距離。
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展開 <p>個人長期從事功能涂層/防護涂層設計及失效分析研究，在斷裂仿真方面累積十多年經驗，在熱障涂層和環境障涂層方向研究上取得了很多成果，大家可以參考上兩個帖子，對于材料斷裂仿真、失效機理分析、新結構設計等方面具有獨特見解，在模型調試、分析技巧、收斂性輔助等方面有很多經驗可以教學分享，長期收徒，長期教學，如有想短期內提高斷裂分析技術或長期跟學探討學習的，可以加站內私信我或者加V?，<span style="color: rgb(25, 27, 31);">132</span>另外7927涂層8359方向如果想學習如何設計、計算、分析、發表SCI論文，也可以溝通交流，長期跟學后基本可以保證1年發表1篇SCI論文，模擬需要用到的插件/子程序都免費分享和教學。
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例如，可模擬帶防護涂層的零件：當涂層被磨掉后，通過設置磨損系數增大來反映基材更易磨損的特性。
摘要
VirtualLab Fusion 能夠在光學元件的表面添加雙折射涂層，即各向異性介質層，以利用光學系統中偏振控制和多路復用的額外自由度。 在這個例子中，我們介紹了這個特性——在表面上添加各向異性涂層——并分別研究了 lambda/4 涂層在平面和曲面上的偏振轉換。
平面四分之一波片涂層
系統構建塊 – 光源
摘要
VirtualLab Fusion 能夠在光學元件的表面添加雙折射涂層，即各向異性介質層，以利用光學系統中偏振控制和多路復用的額外自由度。 在這個例子中，我們介紹了這個特性——在表面上添加各向異性涂層——并分別研究了 lambda/4 涂層在平面和曲面上的偏振轉換。
平面四分之一波片涂層
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系統構建塊
通過建立結構進行沖擊傳播和衰減以及敏感部件的沖擊響應特性描述
船舶及近海工程
l 船舶和潛艇噪聲和振動的全譜系統級模型
l 通過主路徑和側翼路徑對船體結構的噪聲和振動建模
l 管道系統中流體傳播波的建模
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l 水下輻射噪聲計算重載效應的系統和分量級模型
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在該研究中，所設計的輻射制冷涂層在紫外線照射模擬、泥土污染模擬以及灰塵污染模擬實驗中表現出了優異的耐候性，在150 μm厚度下，涂層能夠實現0.963的太陽光波段平均反射率和0.927的中紅外波段平均發射率，表現出優異的制冷性能；最后通過拓展到3D結構上，耦合對流換熱過程，極大提升了涂層散熱性能，表明所設計的輻射制冷涂層在實際制冷與散熱應用中的可行性。
本文采用Archard磨損模型與Johnson-Holmquist陶瓷損傷模型，基于ABAQUS構建了有限元模型來模擬氮化鋁涂層的摩擦磨損。通過摩擦磨損實驗數據對模型進行修正，結合仿真與實驗結果分析了氮化鋁涂層的磨損去除機理，對以后的研究和生產應用具有重要意義，對絕緣軸承技術的發展具有促進作用。
本文將主要介紹：
ISPG方法的通用介紹及在回流焊中的應用
自適應ISPG方法的最新發展
回流焊應用案例
基于自適應ISPG方法進行粘膠流動和涂層模擬
總結、當前研發進展以及Mechanical界面的ISPG插件
02 介紹
LSWM主要使用在Lumerical 中FDTD、RCWA及STACK三種不同的求解器，可以針對涂層或衍射光柵模擬，并將表面的屬性保存在JSON文件中。不同的求解器適合用于不同類別的結構：
- 平面疊層：它具有鏡面散射和透射表面，可以用Lumerical STACK進行模擬。
文章來源：Ansys 2023R1網絡研討會，作者：許敬曉博士，ANSYS高級研發工程師
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技術校對：董驍， Ansys高級應用工程師；整理編輯：俞琴
