CEL技術
關注創建者：匿名 創建時間：2026-01-05
CEL技術的視頻教程
CEL分析技術的理論與應用
本課程通過理論結合案例的方法對CEL技術進行了介紹，通過本課程你可以學到： CEL方法基本理論； Volume Fraction Tool方法； Abaqus的更多操作小技巧。
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ABAQUS-水柱傾瀉模擬（CEL)
此案例基于ABAQUS的CEL技術模擬了水柱的傾瀉過程，水柱在重力作用下傾注到表面，在表面攤開。CEL技術只能用在Explicit模塊，且只能是3D部件，在使用的時候需要考慮。此案例也是入門級實例，學習CEL技術的基礎知識。有疑問可私信我。
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波浪中的小船（CEL）
本實例基于ABAQUS，利用CEL技術模擬了波浪中的小船運動過程。本實例難點：一是水體波浪的產生，而是通過體積比例定義離散場賦予材料分配。案例共四個部件，利用CEL技術模擬液固耦合相互作用，希望大家通過此咧能學到CEL相關知識。
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CEL技術的實例教程
abaqus聚能爆破金屬射流CEL技術 ￥1000
視頻1 射流的速度場
視頻2 標靶的等效塑性變形
視頻3 整體模型的溫度場
本案例知識點：
1、RPG-7火箭殼體為鋼材，采用Johnson-cook塑性及損傷本構，考慮溫度場
2、圓錐形藥罩為紫銅，采用Johnson-cook塑性及損傷本構，考慮溫度場
3、標靶為鋼材，采用延性損傷本構，考慮溫度場
4、模型采用CEL技術，紫銅藥罩與TNT為歐拉單元，采用VFT工具離散，其余為拉格朗日網格
核心關鍵技術：TNT的材料本構，該種材料的引爆方式、起爆點及設置，流固熱耦合的接觸屬性等。
需要注意的是，本案例采用ABAQUS 2023最新版運行，計算時間為i5，32內存，固態硬盤，運行17h+，計算結果文件>155G，采用1/4模型電腦能力強的完全可以用完整模型，標靶移動，歐拉域靜止，電腦計算能力強的可以擴大歐拉域，實現真實的物體移動狀況。
展開 CEL方法是Abaqus中計算流固耦合的關鍵技術。CEL技術吸取歐拉網格和拉格朗日網格的優點，采用網格固定而材料可在網格中自由流動的方式，解決大位移問題中單元變形奇異的弊端。利用CEL可模擬流體的流動、液體晃動、氣體流動、穿透問題以及沖壓成型等大變形問題。用戶可方便地在Abaqus/CAE中定義CEL分析。
核燃料是可在核反應堆中通過核裂變產生核能的材料，是鈾礦石經過開采、初加工、鈾轉化，進而加工成核燃料元件。壓水堆核電站用的是鈾-235富集度為3%左右的核燃料。以百萬千瓦級壓水堆核電站為例，通常核反應堆內有157個核燃料組件，每個組件由17×17根燃料棒組成。燃料棒由燒結二氧化鈾芯塊裝入鋯合金管中封焊構成。部分燃料組件中有一個控制棒，控制核裂變反應。
燃料棒在組件卡槽中有跌入下部液態金屬中的現象，該過程既有結構之間的接觸碰撞，又有結構件落入流體中。該過程可以通過有限元軟件Abaqus中的CEL技術模擬,本文通過簡化模型闡述燃料棒跌落過程的模擬。
模型如下：
載荷與邊界條件
計算結果
來源：有限元在線的博客，版權歸作者所有。
展開 此時，可應用耦合歐拉-拉格朗日分析（CEL）功能進行求解。
本案例模擬水箱中水輪葉片轉動帶動水運動的過程，采用顯示動力學CEL（Coupled Eulerian-Lagrangian）方法進行流—固耦合分析。
有限元建模主要過程：
1. Part和Assembly模塊
建立以下三個Part，并對三個Part實例進行裝配。
reference：3D- Deformable-Solid類型
shuilun：3D- Deformable-Shell類型
water：3D-Eulerian類型
2. Property模塊
創建兩種材料steel和water，分別賦予shuilun（截面類型為Shell，Homogeneous）和water（截面類型為Eulerian）部件。其中，水介質流動視為近似不可壓縮的、粘性層流流動。采用線性Us -Up Hugoniot形式的Mie-Grüneisen狀態方程描述水介質的體積響應。
3. Mesh模塊
分別對三個Part進行網格劃分，網格尺寸均設為1.5mm，單元類型如下：
reference：Explicit，C3D8R類型
shuilun：Explicit，S4R類型
water：Explicit，EC3D8R類型
4. Step模塊
（1）建立Dynamic, Explicit分析步，時間為0.1；
（2）確認場輸出變量中，選擇了EVF。
5. Interaction模塊
（1）在水輪中心建立參考點RP-1，并將參考點與水輪所有單元建剛體耦合約束；
（2）建立General contact，選擇All* with self，建立并分配接觸屬性。
6.
展開 該例子放于我的視頻專欄內，以視頻形式講解巖土工程大變形的數值模擬，視頻包含所有模型創建過程及邊界條件的處理，適合新手掌握CEL在Abaqus中的應用；有CEL技術問題，歡迎大家一起探討
在Abaqus軟件中分別采用CEL 和SPH兩種方法模擬了水輪轉動的流固耦合問題，水輪采用剛體，CEL中水域采用歐拉體，SPH中水域粒子化為可變形體。
詳細建模過程及注意事項見技術鄰學院教學視頻，鏈接地址如下：
http://www.yqgqt.org.cn/college/video/c10052
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技術，紫銅藥罩與TNT為歐拉單元，采用VFT工具離散，其余為拉格朗日網格
核心關鍵技術：TNT的材料本構，該種材料的引爆方式、起爆點及設置，流固熱耦合的接觸屬性等。
該例子放于我的視頻專欄內，以視頻形式講解巖土工程大變形的數值模擬，視頻包含所有模型創建過程及邊界條件的處理，適合新手掌握CEL在Abaqus中的應用；有CEL技術問題，歡迎大家一起探討
傳統有限元的拉格朗日分析（Lagrangian analysis），材料屬性與網格節點相關聯，材料伴隨著網格 變形而發生形變，當解決極端變形的情況時，會由于單元的變形扭曲而失去原有的精度。
歐拉分析（Eulerian analysis）方法，其網格節點空間固定，材料不隨單元變形而是在單元間流動，可有效地解決極端變形以及包含流體流動的問題，所以諸如液體晃動、氣體流動、穿透問題等均可通過歐拉分析有效處理
課程內容
認識Abaqus中的歐拉分析和CEL方法，了解CEL技術在流固耦合和結構大變形分析中的應用和高級技巧，CEL油箱晃動案例。
CEL方法是Abaqus中計算流固耦合的關鍵技術。CEL技術吸取歐拉網格和拉格朗日網格的優點，采用網格固定而材料可在網格中自由流動的方式，解決大位移問題中單元變形奇異的弊端。利用CEL可模擬流體的流動、液體晃動、氣體流動、穿透問題以及沖壓成型等大變形問題。用戶可方便地在Abaqus/CAE中定義CEL分析。
Abaqus的主要特征和優點
CEL技術可以對氣囊中的氣體流動建模，也可以分析在膨脹過程中對周圍氣體的影響。
采用強大的和魯棒性好的通用接觸算法，能夠很容易的連接拉格朗日實體和歐拉網格材料的相互作用。
廣泛的材料庫可以模擬氣囊的纖維織物材料和氣體狀態方程。
在Abaqus軟件中分別采用CEL 和SPH兩種方法模擬了水輪轉動的流固耦合問題，水輪采用剛體，CEL中水域采用歐拉體，SPH中水域粒子化為可變形體。
詳細建模過程及注意事項見技術鄰學院教學視頻，鏈接地址如下：
http://www.yqgqt.org.cn/college/video/c10052
CEL技術允許歐拉材料和傳統的非線性拉格朗日分析聯合使用。
3、歐拉體積分數（Eulerianvolumefraction）：
在Abaqus/Explicit中歐拉方法的實現是基于流體體積方法的。在這種方法中，材料在網格中流動的軌跡是通過計算每一個單元中的歐拉體積分數（EVF）來確定的。
通過圖 9可以看出，使用SPH技術輸出的支反力相比使用CEL技術來說，變化劇烈，在跌落過程中產生了噪聲。這主要是由于接觸不平穩造成的傳力不均勻現象。
超適定模型自定義工具
AEA Technology為CFX5開發了創新的強大的模型定義工具CFX Expression Language（CEL），工程技術人員可以用最直觀的數學表達式直接定義各種復雜物理問題和模型，如屬性函數，邊界條件分布函數，非牛頓流模型，多孔介質模型，附加輸運方程，甚至湍流模型，高效并且可靠（因為無需編程），以這種嶄新的方式來適應和仿真現實世界千變萬化的流體流動問題。
