CEL技術的案例
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 AbaqusCEL在核電燃料棒跌落過程中的應用
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 基于ABAQUS-CEL技術的水輪分析 ￥5
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 ABAQUS CEL (例3) 巖土大變形的模擬
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
技術鄰學院——Abaqus CEL及SPH流固耦合教學視頻
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
Abaqus CEL方法在流固耦合和大變形分析中的應用
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。
課程概覽
1.Abaqus中的歐拉分析和CEL方法
2.CEL流固耦合應用
3.CEL結構大變形分析應用
4.歐拉邊界條件
5.CEL高級應用
6.CEL分析的的適用性
案例講解
CEL在油箱晃動問題中的應用
課程對象
流固耦合分析、結構仿真工程師，CAE相關專業高校學生
培訓時長
2小時
培訓時間
4月9日19：30
主講講師簡介
USim
資深CAE工程師，具有7年工作經驗，擅于結構分析、流固耦合、毀傷分析等領域。
費用：免費
點擊圖片或點擊報名鏈接報名：http://www.yqgqt.org.cn/live/10721
展開 液固耦合-大桶水的跌落分析
SPH技術方法中，水是使用連續的偽顆粒質點來模擬，在顯式分析的每一個增量步中，更新質點的運動。這種方法穩健第解決了大液面的猛烈晃動問題。偽顆粒使用PC3D單元來模擬，這種單節點單元可以以較少的單元數獲得較大的計算精度。abaqus/CAE不支持該方法，可以通過編輯關鍵字來生成INP。
分析結果：在跌落過程中不同時刻，流體分布與結構變形圖，（左為CEL方法，右為SPH方法）。
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。
擴展閱讀：關于液固耦合的理論參看幫助文檔中abaqus分析用戶手冊，14.1- Eulerian analysis，相關的實例參看abaqus實例手冊，鉚釘成型分析-主要是使用歐拉單元解決坯料的大變形問題，上述實例都是通過結構的邊界條件來驅動流體分布變化。彈性壩（Elastic dam）CEL分析-則是使用流體邊界條件來驅動結構的變化。
ABAQUS_液固耦合-大桶水的跌落分析.pdf
展開 Abaqus在汽車安全氣囊中的仿真應用
氣囊管理條例和技術的發展迫使對OoP的考慮成為必需條件。因此準確的分析需要一個能夠滿足在膨脹過程中對氣體流動分析的工具。
Abaqus/Explicit提供了成熟的歐拉—拉格朗日耦合方法（CEL），可以對氣囊中氣體流動進行仿真。基于CEL的流體分析給我們提供了氣囊在膨脹的各個階段中形狀和壓力分布更為準確的預測。
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。
背景
在采用UPM對氣囊膨脹仿真的過程中，壓力會產生短暫變化，但在每一個瞬時，壓力在空間中的分布是均勻的。在氣囊完全膨脹時UPM中的假設最有效；因此UPM一般用于仿真IP案例，這時氣囊處于充分膨脹狀態。
在靜態的OoPwww.featech.com.cn安全測試中，在氣囊部分膨脹的時候，駕駛員與氣囊的相互作用就開始發生了。在膨脹的最初階段，氣囊中存在很大的空間壓力梯度；在氣囊打開之前，一些折疊很緊的區域看不到膨脹的氣體。UPM方法的假設也就無法成立，而且在這種情況下，氣囊中氣體的運動必須要考慮。CEL方法通過模擬氣囊內氣體流動，提供了更高的保真度。因此，這種方法可以更真實的預測膨脹過程并準確地計算氣囊內部壓力在空間和時間上的變化，即便在膨脹的初期也能做到。圖1比較了兩種方法預測氣囊膨脹16ms時的形狀。
展開 Abaqus滲流及流固耦合分析的認識
歐拉材料可以通過歐拉-拉格朗日接觸（CEL）和拉格朗日單元聯系起來。這個強健而易用通用接觸特征能分析多場耦合仿真，比如；流固耦合問題。
2、應用：
歐拉分析在用于解決極端變形情況以及包含流體流動的情況很有效。在這些應用中，傳統的拉格朗日單元變得極端扭曲而失去了原有的精度。液體晃動、氣體流動、以及穿透問題都可以用歐拉分析有效的進行處理。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。這個分數是這樣定義的：如果一個材料完全充滿了一個單元，它的體積分數便為1；如果一個單元中材料為空，它的體積分數便為0。歐拉單元可能同時包含對于一種的材料。如果一個單元中所有材料體積分數的總和小于1，這個單元的剩余部分自動被“虛”材料所占據。“虛”材料既沒有質量也沒有強度。
4、材料分界面：
一個單元中的每種歐拉材料的體積分數都會計算。在每個增量步中，用這些數據重建歐拉材料的邊界。界面重建算法把一個單元中的材料邊界近似為一個簡單的小平面（歐拉方法只能用于三維單元）。這個假定提供了一個簡單的、近似的材料面，這個材料面可能在相鄰的單元間不連續。因此，單元中精確的材料位置可能只存在于簡單的幾何中，因此良好的網格在大多數歐拉分析中是必須的。
5、歐拉截面定義：
一個歐拉截面的定義包括所有可能進入到歐拉單元中的材料的清單。“虛”材料自動的包括在這個清單中。材料清單中可以任意設置材料實例的名稱。
展開 〖轉帖〗CFX常見問題與對策
CFX4作為世界著名的工程仿真軟件，曾被用于聯合國生化武器銷毀國際合作項目，英吉利海峽海底隧道火災安全性評估，中國陜西省環保計劃等大型項目中，其可靠性和成熟度經過實際工程問題的苛刻考驗，因此在設計新產品或系統，工程放大，故障診斷的過程中，CFX4可有效地、低風險地協助工程技術人員減少實驗次數，進行工程放大仿真，以及更好地理解流動過程，以最終實現提高產品質量、降低費用、提高安全性、增加盈利的目標。
CFX-5
CFX5 1996年正式面世，是全球第一個在復雜幾何、網格、求解這三個CFD傳統瓶徑問題上均獲得重大突破的商業CFD軟件，CFX5掀開了新一代CFD軟件的面紗，并領導著新一代CFD商業軟件的整體發展趨勢。
直接幾何訪問
構建于PATRAN框架之上，CFX5可以直接訪問世界主要的CAD系統，輔以CFX5豐富的造型手段，使CFX5可以緊密地集成到企業CAD系統中，無須簡化而直接對真實的復雜幾何結構的流體流動進行分析，從真正意義上實現設計分析一體化。
自動化網格
CFX5使用非結構化混合網格，不僅使復雜幾何結構的網格劃分極大簡單化，而且實現了網格自動化，使CFX5更象一個工程分析的“傻瓜相機”。與GE的合作成果使CFX5用一種創新的棱柱網格技術解決了非結構化網格處理粘性邊界層的技術難題。
全隱式多網格耦合求解技術
CFX5使用了加拿大ASC公司（1997年被AEA Technology全面收購）全球第一個發展的多網格耦合求解技術，該求解技術使CFX5的計算速度和穩定性較傳統方法提高了1~2個數量級，更重要的是，CFX5的求解器獲得了對并行計算最有利的幾乎線形的“計算時間-網格數量”求解性能，這使工程技術人員第一次敢于計算大型工程的真實流動問題。
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