負體積處理
關注創建者：匿名 創建時間：2026-01-04
負體積處理的視頻教程
解決fluent動網格負體積—重疊網格技術
fluent的動網格一直是仿真過程的老大難，負體積分分鐘讓我們崩潰，那么拿什么拯救你呢，沒錯————————就是重疊網格！！
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ANSYS前處理直接建模軟件SpaceClaim——平面剪裁、體積快剪裁、過濾選擇對象等
ANSYS前處理直接建模軟件SpaceClaim——平面剪裁、體積快剪裁、過濾選擇對象等九個方面全面講解 適用人群：具有ANSYS Mechanical基礎知識的用戶； 參加ANSYS結構工程師中級認證考試人員；土木工程專業相關人員 ANSYS前處理直接建模軟件SpaceClaim——平面剪裁、體積快剪裁、過濾選擇對象等九個方面全面（免費）【已結束】 直播時間：2022-08-16
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負體積處理的實例教程
對于接觸問題，控制收斂時，有時要設接觸反力或用其他辦法，把穿透接觸面的節點拉回去，這個反力過大時，單個時間步中，這個節點被拉回的位移就很大，穿透了所屬單元的面，這時就產生負體積，這時要減小時間步，或者修改接觸準則，很多辦法，
這幾天我也遇到這個問題很困擾，是個接觸問題，材料都是彈性的，有幾個單元計算到某一時間步的時候就出現負體積，節點速度到12次方量級，而且前一步都很正常，變形都不大。負體積那里是六面體單元，表面蒙有一層殼模擬夾層結構
這個典型是接觸時的負體積，修改一下接觸控制，減小穿透時的反力，還有你的節點速度太大，應該減小時間步。
減縮積分的殼很容易產生沙漏，殼單元沙漏有可能產生負體積，你可以看看殼的變形就知道了，如果不是特別的情況，應該不是由殼的沙漏引起的
負體積的解決辦法之一：
stiffen up the material stress-strain curve at large strains 將材料的彈模取大
Q8:關于實體單元負體積的問題
1:察看你的邊界約束條件是否正確
2:調整時間間隔,縮短時間步長
3:把單點積分該為全積分
4:重新選擇一下你的材料模型.
Q9:負體積和速度超限怎么解決？
通常的辦法是先檢查你的網格是否發生嚴重的畸變，如果沒有發生，可以適當減小時間步長因子。
Q10:完全重啟動后出現負體積怎么處理啊？solid164單元，由于計算機過程中網格變形很大，于是在計算機到一半時，講網格重新劃分了一下，結果出現很多負體積單元。
1.出現負體積是一件很痛苦的事情，尤其是算到一半，如果計算的結果已經滿足你想要的數據，勸你不要弄下去了。
如果，你非要堅持下去，最直接的辦法，重新建模型，調整網格大小，但是這樣并不能保證，一定不會出現負體積。
展開 </p><p>一些常用的解決負體積的方法如下：</p><p>1、在材料出現大應變的情況下增強材料的應力-應變曲線中材料應力。這種方法往往非常有效果。</p><p>2、重新劃分網格，在出現大變形的地方把網格加密。</p><p>3、減小時間步長系數。默認的0.9系數可能不足以避免數值的不穩定。</p><p>4、避免采用全積分體單元（算法2和3），這會導致大變形和大扭曲的情況下計算相對不穩定。</p><p>5、采用默認的單元算法（單點體單元），采用沙漏控制type4和5。泡沫的沙漏</p><p>控制算法為：在低速沖擊問題中采用type6，系數為1；在高速沖擊問題中采用type2和3。</p><p>6、泡沫材料網格劃分采用四面體網格，單元算法為10，雖然這樣會導致材料相對比較剛性。</p><p>7、增大材料（泡沫材料57號材料）的阻尼系數，推薦采用系數為0.5。</p><p>8、在泡沫接觸計算中，采用*contact中的選項卡B，關閉shooting node logic。</p><p>9、如果你采用的是126號材料，設置elform=0</p><p>10、嘗試使用EFG算法（*SECTION_SOLID_EFG）。</p><p>11、對材料較軟的實體單元包殼處理。</p><p><br></p><p> </p><h3>負體積定義</h3><p>負體積定義？ Negitive volume</p><p>負體積是由于element本身產生大變形造成自我體積的內面跑到外面接著被判斷為負體積。</p><p>關于負體積的解決辦法？</p><p>負體積多是網格畸變造成的，和網格質量以及材料、載荷條件都有關系。
展開 lsdyna負體積防范方法，詳情見附件。
Preventing_negative_volume_2010-10.ppt
ls-dyna 泡沫材料負體積的防范 (2).zip
負體積常見問題及建議方案 ￥1
所以因該先檢查是不是有initial penetration:
再來如果是少數的節點受力也因為力量集中造成負體積,所以這時候就可以把接觸的網格劃分細一點
另外如果是用hex element會有hourglass的情形,可以檢查一下hourglass energy或者是兩個物體剛性相差太多, 像是foam的材料, 可以在foam的表面加一層shell element增加solid element的自由度與剛性
4 實體包殼的作法可以用HM的find face厚度其實只要很薄一層(0.1mm就可以了)
建議可以用不同的殼后測試一下,看看兩個有什么不同,如果差不多的話,當然是用比較薄的厚度
材料方面我是用mat_3 or mat_9 null,重量可以跟實體的參數是一樣的,另外不去設定contact
Q5:邊界層加密后出現負體積
我第一層網格只能取到0.1，再小了就出現負體積。這樣計算出來的結果和試驗差別較大，特別在分離區。在GAMBIT做網格不會出現這樣的問題，剛學習ICEM，不知道怎么處理這樣的問題，
1 調整一下block節點的位置
2 盡量不要讓網格塊扭曲或者夾角太小
3 在出現負體積附近切幾刀,產生新的節點,你可以慢慢調.
4 采用全積分單元
5 使用均勻網格，避免采用單點集中載荷)
6 全局增加模型的彈性剛度
7 全積分單元比減縮積分單元更容易出現負體積，但減縮積分單元要注意沙漏控制。
全局增加模型的彈性剛度會讓模型比實際剛硬，不是好方法!
展開 剛性圓柱體（敏感詞匯無法發表 實際為zidan）沖擊巖石的數值模型計算過程中出現多行：plasticity algorithm did not converge for mat272 for 1 elements，接著提示產生負體積報錯終止計算。
探究問題之前，為了盡快解決參數設置錯誤，建模時用的網格尺寸較大，修修改改后模型可以正常計算了。
當細化巖石網格進行深入分析時，計算卻總是出現上述問題。還請了解該問題的大佬解疑答惑，在此不勝感激。
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</p><p> </p><p>Q10:完全重啟動后出現負體積怎么處理啊？solid164單元，由于計算機過程中網格變形很大，于是在計算機到一半時，講網格重新劃分了一下，結果出現很多負體積單元，</p><p>1.出現負體積是一件很痛苦的事情，尤其是算到一半，如果計算的結果已經滿足你想要的數據，勸你不要弄下去了。
后處理中查看產生負體積的巖石單元并未出現大變形。
嘗試過提高巖石單元的硬化程度，修改時間步長，加密或放大網格尺寸，控制沙漏等操作均為解決上述問題。
請問各位經驗豐富的網友指點一下，不勝感激。
各位大佬 怎么解決dyna中負體積的問題啊
剛性圓柱體（敏感詞匯無法發表 實際為zidan）沖擊巖石的數值模型計算過程中出現多行：plasticity algorithm did not converge for mat272 for 1 elements，接著提示產生負體積報錯終止計算。
探究問題之前，為了盡快解決參數設置錯誤，建模時用的網格尺寸較大，修修改改后模型可以正常計算了。
當細化巖石網格進行深入分析時，計算卻總是出現上述問題
單元包殼，即實體模型表面包一層很薄的殼單元，實體網格表面包殼可以提高表面應力精度。同時給每個體單元包殼，加上硬化，負體積可以有所減少。案例將介紹單元包殼的具體操作和注意事項。（文字介紹和視頻操作）
我們經常能夠看到一些講解通過有限體積進行數值計算的文章，有的還給出了詳細的代碼，只要一跑就能得到結果，但是美中不足的是這些文章大多數都是基于等距的結構網格而且還是一維的，學習一下基礎的原理是可以的，但是要在現實中用起來難免存在諸多限制。同時，我們也可以看到很多的商業軟件，比如Fluent很容易可以將一個和真實場景的幾何離散成網格然后求解，結果還可以花花綠綠的展示出來，看起來就非常高端。
這期文章主要講講如何采用有限體積方法計算非結構網格上的偏微分方程
上一篇文章中已經講了通過離散求解的流程，目的就是先構造出每個網格的代數方程，代數方程的具體形式如下，碰到的問題就是需要求解三個系數項bc，af，ac
但是這三個系數項就是采用有限體積方法離散獲取的，每個都有自己的特點， 有的需要當前網格的值或者這個值的梯度，有的需要與當前網格相鄰的單元的值。而且前面也列出了這三個公式的具體表達式，如下
前面我們已經知道求解這三項只需要知道gDiff和Tf
有不少同學在使用Fluent中的動網格功能時，在網格變形過程中遇到了負體積的問題，這里以一個二維圓柱振蕩的例子來解釋負體積原因，并給出解決的辦法。
1、實例介紹
一個直徑為D=0.5m的二維圓柱實現上下振蕩，振蕩的運動規律下式所示
其中振蕩的幅值為0.5D，f為振蕩頻率，f=5Hz
首先建立網格，之后我們使用Fluent中的動網格功能來實現這一實例。
2、 網格生成
為了方便顯示網格變形過程中的負體積情況
lsdyna負體積防范方法，詳情見附件。
Preventing_negative_volume_2010-10.ppt
ls-dyna 泡沫材料負體積的防范 (2).zip
LSDYNA負體積解決方案
