SPH仿真的案例
水瓶跌落-SPH仿真
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輪船側滑式下水SPH仿真案例分享
常見的輪船下水方式
02—側滑式下水Abaqus SPH仿真
輪船側滑式下水
在以上的幾種下水方式中，側滑式下水看起來最震撼、非常壯觀，龐大的輪船像是被一只大手推下水的玩具。
側滑式下水原理比較簡單，輪船首先被固定在斜坡上，下水時解除固定，然后在重力的作用下，船體沿著斜坡上的橫向滑道下滑，側向翻落到水中，再依靠浮力將船身扶正，最終漂浮在水中。
雖然實現起來比較簡單，但采用側滑式下水會產生一系列的技術難題，首當其沖的是結構強度問題，尤其是萬噸級的重型輪船，側滑式下水過程中振動和沖擊問題嚴重，對船體的剛強度要求很高，否者非常容易引起變形或損壞。
另外一個是側翻問題，要保證輪船側滑入水之后，翻轉角度控制在安全范圍內，這個問題可以通過仿真手段來進行預測和改進。
工程模擬中多采用Flow-3D或XFlow來解決這類問題，當然我們用Abaqus中的SPH或CEL也可實現這種分析，下面分享一個SPH技術在輪船側滑式下水模擬中的應用案例。
考慮結構變形的流固耦合問題計算量巨大，假設輪船強度足夠，我們只關心上述問題中的側翻現象，以下的模型里面，輪船的殼單元被約束為剛體，在質心位置定義輪船的質量、轉動慣量；滑道部分也做了簡化，采用楔形墊塊，隨船體滑入水中后下沉水底；采用SPH粒子來模擬水，通過定義拉格朗日單元轉換實現SPH粒子建模，水域尺度為196×58×28m，父單元尺寸0.8m，SPH粒子總數約65W，i7-8線程32G家用電腦運行時長28小時。
展開 彈體高速撞擊擋風玻璃的FEM-SPH仿真對比分析
彈體高速撞擊擋風玻璃的FEM-SPH仿真對比分析
1選題意義：高速彈體侵徹的顯示動力學仿真已經有很多學者對此進行了透徹的研究，按照侵徹目標體建模采用的算法可分為彈體侵徹FEM目標體、彈體侵徹SPH目標體。FEM算法由于計算效率高、邊界條件易于處理而得到廣泛應用，采用SPH算法能夠更加準確反映大變形問題，如破碎、裂紋等物理想象而多被用于科學研究中。本文針對于此，分別采用FEM SPH算法建立了高速彈體沖擊擋風玻璃的仿真建模，對比了兩種不同建模方法實現沖擊擋風玻璃后損失形貌與實際形貌的準確度，總結了FEM與SPH算法各自的優缺點，最后對此類侵徹問題的發展趨勢做出了展望。
2有限元方法分析
2.1模型假設及建立
彈體高速沖擊擋風玻璃的模型中，玻璃相對彈體可以看成無限大平面，外，模型假設彈體沖擊玻璃中心區域，所以可以建立四分之一模型，以減小計算量。彈體及玻璃平面模型較為簡單，本文直接在ANSYS中進行幾何模型的建立，建模采用APDL語言建模。
2.2區域網格劃分
高速沖擊問題中，網格劃分精度影響最終計算結果。因此對玻璃平面劃分區域后，按照區域進行網格精度控制，在四分之一彈體下方直接與其接觸的玻璃部分網格劃分密一點，對四分之一玻璃邊界區域網格控制同樣需要精密一點，避免邊界應力集中，在遠離彈體直接接觸部分采用六面體稀疏網格，模型網格劃分結果如圖1所示。
圖1 模型網格劃分
2.3其他前處理
網格劃分完成后，進行其他在ANSYS中較為容易的前處理設置，如初始速度，求解時間，能量控制，輸入接觸力等，對于接觸設置，邊界條件設置等其他較為復雜的可以在LSPP中完成。（個人認為LSPP中對接觸，邊界條件的設置較為簡單）。
展開 做SPH粒子的仿真，運行時求解時間過長
做SPH粒子的仿真，需要求解時間兩三千個小時，有大佬知道是哪里設置出了問題嘛？能否指教一下。
SPH方法仿真模擬探討
仿真背景：
SPH一直是廣大仿真工作者更是我想研究透徹的一門技術，其優點很多但是缺點也相當明顯，沒有過硬的硬件配置還真的是經不住一次又一次的模型調試，在模擬的過程中，至今有好多問題我也沒有得到很有效的解決辦法或者說是沒有找到直接原因，就算是把問題解決了也是間接的，還需要各位一塊研究學習討論的。
工況簡介：
兩個小案例，都和水相關，我覺得SPH關注的重點還是SPH ELEMENT MASS和接觸設置上，如果有此專業方向造詣較高的專家們，還請不吝賜教開個貼詳細講解一下SPH這門讓人又愛又恨的技術。
結果動畫：
展開 基于FEM-SPH耦合算法的磨粒仿真研究
從沿刻劃方向（X向）的中位剖面圖中可以看出，在t=0.7μs，磨粒切入工件2.06μm，可以看到工件表面剛剛開始出現相連的紅色粒子，此時單晶碳化硅還處于彈塑性變形階段，并沒有出現裂紋；但t=1.1μs，磨粒切入工件3.29μm，紅色粒子繼續增加，而當t=3.2μs，磨粒切入工件9.52μm，紅色粒子開始飛濺，表明工件表面開始出現脆性斷裂，即裂紋開始產生；在這之后，工件進入脆性破碎加工階段，磨粒下方的 SPH 粒子存在大量致密的且相連的紅色粒子，說明出現明顯的裂紋擴展現象。裂紋不斷擴展、加深如圖5.4（d）所示。
為了計算在不同切深下（27μm、30μm）裂紋擴展的深度，自t=3.2μs后（裂紋產生），對裂紋深度進行統計分析，如圖5.5所示。
分析：從圖5.5（a）中可以看出，在27μm切深范圍內，可以發現大量相連的致密的紅色 SPH 粒子，說明工件加工面存在明顯的損傷。在 27μm切深下方約 33μm深的范圍內也存在大量的紅色 SPH 粒子，說明此時單晶碳化硅工件的亞表面損傷深度約為 33μm。雖然沿深度方向繼續往下也能發現少量紅色 SPH 粒子，但原本位置上的藍色SPH 粒子并沒有發生明顯的位移，所以這部分區域沒有發生明顯損傷，而此區域的少量紅色 SPH 粒子則是由于去除的SPH粒子飛濺溢散導致的。而在最大切深30μm范圍內，大量紅色SPH粒子致密相連更加明顯，且工件表面出現114μm左右的橫向裂紋，說明工件表面損傷愈加嚴重。此時損傷深度為26μm，有所減小，說明損傷深度并不是隨著切深增大而增大的。
6.仿真結果驗證
為了驗證本論文中所建立的變切深刻劃FEM-SPH 仿真模型準確性，應該進行仿真實驗與理論分析和實際實驗中的結果進行比較，當仿真實驗結果與實際實驗結果在規律和量級上保持一致時，認為本文中的仿真模型具備一定的準確性。
展開 FEM-SPH耦合算法高效性驗證及球形磨粒恒切深劃擦6H-SiC仿真
對磨粒的約束通過PRESCRIBED_MOTIOM_RIGID關鍵字定義，較為簡單，而對FEM-SPH耦合工件的接觸設置用固連點面接觸（TIED_NODE_TO_SURFACE）定義，這就避免了單純SPH工件需要定義關鍵字*BOUNDARY及 SPH_SYMMETRY_PLANE來對邊界處粒子進行約束。本文的FEM-SPH耦合之處除了工件之間的耦合，還有磨粒與SPH工件的耦合，對對磨粒與SPH工件的耦合接觸采用AUTOMATIC_NODES_TO_SURFACE 關鍵字進行定義。最后，對仿真時間、沙漏能等進行最后的設置，另外對于工件損傷裂紋的查看需要借用UE編輯器修改EXTENT_BINARY關鍵字完成，將所有已經定義的關鍵字在 Part 中進行關聯后，并用UE編輯器最終檢查K文件后，完成球形磨粒劃擦6H-SiC工件算例。
2.2.4求解算例
最后在LSPP將文件保存為K文件格式，用LSDYNA Solver求解器求解K文件。在LSPP中可以打開binary文件（D3PLOT）查看云圖，繪制二維圖像等。
3 FEM-SPH、SPH對比
仿真效率的高低與電腦的配置有關，本次算例在如圖3-1所示的電腦配置下進行。為了較為客觀比較采用FEM-SPH算法與采用SPH算法建模的計算效率，本文進行了兩次仿真，仿真參數及幾何模型尺寸均設為相同，但采用SPH算法建模的計算效率低下，在設置相同仿真時間1μs時，計算時間實在太長（＞90h），因此經過多次仿真調試試驗后，在設置仿真時間為0.04μs時，采用SPH算法建模的計算時間約為14h37min，這比仿真1μs，采用FEM-SPH算法建模的計算時間（10h42min）還要長（如圖3-2所示），由此可見，采用FEM-SPH算法的計算效率要遠遠高于采用SPH算法建模的計算效率。
展開 SPH法復合材料碰撞仿真
在顯示動力學模塊中用SPH法對復合材料設定的時候，為啥無法創建命名選擇呢，后面我改用方塊碰撞鋼板的模型，也同樣遇到了這個問題。換用ls-dyna也是這樣的
非晶含能破片沖擊釋能溫度變化釋能仿真/LS-DYNA/FEM-SPH-熱力耦合 ￥180
目前含能破片有多種，研究較為廣泛是 金屬聚合物類破片（Al/PTFE，論文仿真國外實例：《Characterization and Modeling Methodology of Polytetrafluoroethylene Based Reactive Materials for the Development of Parametric Models》）、 金屬間化合物類（如Al/Ni）、 非晶破片和 髙熵破片等。關于非晶破片沖擊釋能的研究較少，因此簡單介紹非晶破片沖擊釋能溫度變化原理，理解仿真思路。
初始正文
仿真模擬破片為鋯基非晶破片，與金屬聚合物類破片釋能的反應原理不同，非晶破片主要由高溫的碎片與空氣發生金屬氧化反應釋放能量，無氣態產物生產，其超壓毀傷主要來自空氣吸熱膨脹導致。
一般評價測量含能破片沖擊釋能的方法為VCC（Vented Chamber Calorimetry）法，裝置如圖1，主要利用準靜態超壓峰值評價含能破片沖擊釋能大小，帖子作者認為該法適合用于生成氣體較多的破片如Al/PTFE。
圖1 VCC準靜態腔室量熱法
而非晶破片的超壓毀傷直接受高溫影響，利用溫度峰值評估非晶破片沖擊釋能更有說服力。借鑒VCC法，利用熱電偶替換壓力傳感器，測量容器內溫度。以此衡量非晶含能破片(生產氣體較少近乎無)的毀傷能力。改進測試裝置如圖2所示，裝置尺寸如圖3所示。
圖2 沖擊釋能測溫
圖3 容器尺寸
試驗結果：在相同時間內，靠近壁面的溫度較低，而空腔溫度較高，說明短時間內碎片向壁面傳熱較少可以認為絕熱。數據來源：論文《非晶合金沖擊釋能的溫度表征研究》
展開 基于FE-SPH耦合的算法采用ANSYS/LSDYNA仿真磨粒磨削硬脆材料的裂紋仿真方法總結 ￥9.99
30angle 裂紋云圖
30angle 沿深度方向的裂紋分布云圖
調試許久的金剛石磨粒磨削硬脆材料引起的裂紋延伸擴展云圖終于有了一定的進展，紀念一下。2021-12-7.
LS-DYNA SPH聚能射流侵徹混凝土靶 SolidWorks/HyperMesh聯合仿真 ￥20
本案例采用SolidWorks+HyperMesh+LS-DYNA對聚能射流侵徹混凝土靶板進行聯合仿真。
首先使用SolidWorks對炸藥、藥性罩和靶板進行幾何建模，生成step文件。
下一步將step文件導入HyperMesh進行SPH粒子填充，并生成K文件。
最后，使用lsprepost對K文件進行sph算法，約束，計算時間控制，材料和狀態方程等關鍵字添加，并替代原有的K文件進行計算。
收費內容包括 step幾何模型、HM 網格文件、以及完全修改好的K文件。
LS-DYNA中的點火增長模型應用（3）：3D SPH算法的PBX9501炸藥沖擊起爆過程仿真 ￥86.66
</p><p class="ql-align-justify"> 本文采用<strong>三維SPH算法</strong>對<strong>PBX9501炸藥的沖擊起爆過程</strong>進行仿真計算，炸藥為直徑8mm，高度20mm的柱狀炸藥，設置以850m/s的沖擊速度進行平板撞擊，計算過程中設置<strong>*DATABASE_TRACER</strong>關鍵字進行壓力的存儲記錄。</p><ul><li class="ql-align-justify">計算結果：① 850m/s沖擊速度下，PBX9501炸藥棒于10mm處產生穩定爆轟，炸藥起爆成功；②10mm距離之前，爆炸壓力隨距離逐漸增大，炸藥反應不完全，<strong>10mm之后爆轟壓力大致相同，為45GPa左右，炸藥反應度達到1，反應完全。</strong></li><li class="ql-align-justify">付費文件包括：K文件，采用<strong>三維SPH算法，PBX9501炸藥的沖擊起爆過程</strong>仿真K文件和答疑聯系方式，文件包括<strong>SPH單元網格和原始Solid單元網格</strong>。
展開 LS-DYNA的仿真潰壩（SPH）
第一次做基于SPH的潰壩，有部分粒子穿模，不知道是什么原因，希望多多交流。
基于Lagrange及SPH算法的彈體侵徹雙層靶材仿真
基于Lagrange及SPH算法的彈體侵徹雙層靶材仿真.pdf
彈體對鋼靶材的侵徹在軍工防護領域應用廣泛，鋼靶材侵徹的破壞情況與彈體的變形程度對理解高速侵徹的作用機理具有重要意義。通過Lagrange算法建立靶材模型來分析鋼靶材的應力應變、沖擊中的能量變化及計算精度，得出了鋼靶材的應力圍繞沖擊中心圓形擴散，靶材邊界處的應力效應也得到消除，無應力反彈現象出現；仿真繼續得出靶材的最大失效應力為12100 MPa，彈體沖擊造成的第1、2層鋼靶材損傷截面面積分別為364、366 cm2，彈體在1300 m/s的高速沖擊下發生了嚴重的變形與破壞，彈體末端逐漸向沖擊反方向膨脹，直至發生塌陷破壞，坍塌深度達2.29 cm；文末最后亦提供了基于SPH算法的靶材侵徹結果，通過采用局部SPH粒子細分的方法建立不同密度的靶材SPH單元來模擬彈體的高速侵徹行為，通過能量曲線發現其侵徹結果更加穩定，沒有過多紊亂情況，為采用更加高效的有限元建模算法來研究侵徹失效行為提供了依據。
展開 基于lsdyna的SPH粒子流簡易仿真 ￥10
SPH最為一種粒子方法，比較適合模擬大變形和流體流動問題。本案例基于LSDYNA軟件采用SPH粒子流做了簡易的仿真應用。
容器和缸體為SHELL單元，材料為*MAT20 RIGID；液體為SPH粒子流，材料采用*MAT006 NULL和狀態方程*EOS_LINEAR_POLYNORMAL，為了模擬流體，*MAT006 NULL中除了設置材料密度，還須設置流體粘度。
