非反射邊界
關注創建者：枯木龍吟 創建時間：2022-04-06
非反射邊界的視頻教程
ls-dyna | 球形炸藥自由場空爆數值模擬
課程說明： 本視頻課程共分為兩節，詳細介紹了ANSYS建模過程和K文件修改，具有如下： 1、利用ANSYS建立簡單的有限元模型 2、對稱邊界設置和非反射邊界設置 3、K文件修改 4、*INITIAL_VOLUME_FRACTION_GEOMETRY關鍵字解釋 課程內容：建模過程視頻、修改完成的模型K文件
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非反射邊界的實例教程
過程如下：
一、前處理
1、打開軟件
2、選擇單元，solid164
3、定義材料參數,注意使用單位是g/cm/us
4、建立模型，
（1）管的截面的過程
布爾操作后刪除不要的部分
（2）拉伸為體，注意有缺陷的地方
5、分網格，建立有限元模型，采用8節點6面體單元
（1）周向分為32段
（2）徑向分為4段
（3）長度按1cm/段（缺陷處為2段）
有限元網格如下：
6、生成PART
7、定義邊界，加載約束條件。先定義為非反射邊界并加載，生成K文件后，修改為加載端
8、定義輸出選項
（1）計算時間1600us
（2）時步控制，采用默認值
（3）結果文件類型
（4）結果文件輸出間隔3.125us
10、生成K文件
二、修改K文件
1、非反射邊界修改為力的加載
2、定義力（離散為曲線點）
三、計算
（1）計算的設置
四、結果
1、波的傳播
2、從缺口出反射的波
3、從端口出反射的波
展開 本人在做磨料射流切割巖石的仿真過程中，對巖石四周施加了無反射邊界條件。
數值模型計算過程中，總是提示巖石單元出現負體積，造成數值模型無法計算。
如果去除無反射邊界條件且正常計算。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。
但是受限于計算能力，我們不可能建立無限寬廣的有限元模型，數值模型必然有其邊界。所以，分析人員就需要對邊界進行相應的處理，以便近似達到模擬無限空間的效果。
我們知道，土層中的振動波可以分為橫波（S波）和縱波（P波）兩大類。無論哪種類型的振動波，在傳遞至有限元模型的邊界處時，若不經處理便都會發生反射，如圖1所示。而在實際情況中，振動波會完全出射，并不會發生反射。所以，我們就需要在邊界處進行相應的設置來消彌振動波在邊界處反射帶來的影響。
圖1 振動波在邊界處的反射
處理該類邊界的方法，通常是在邊界處添加阻尼單元，吸收入射波，如圖2所示。
圖2 DIANA中遠場邊界吸收振動波機制
DIANA中處理的方式略有不同，本期公眾號的內容就是向大家介紹如何在DIANA中實現振動波在邊界處的吸收。出于這一目的，我們建立了一個簡單的測試模型，如圖3所示。建立單層土層模型，僅考慮振動波在豎向的傳遞。對土層模型側面及底部邊界施加固定約束，在頂部施加豎直向下的沖擊荷載。
圖3 遠場吸收邊界測試模型
在未對底部邊界進行處理時，土層內各點處在5秒內的豎向位移如圖4所示。由于振動波在底部邊界處發生反射，且未設置材料阻尼，故能量不發生耗散，振動波在豎向反復傳播。
圖4 未添加遠場邊界時測
試模型內各點位移變化情況
接下來，我們在土層底部添加一個遠場邊界條件。如前文所述，遠場邊界實際上是在邊界處添加阻尼（damper）。但是在添加阻尼時，我們又需要確認阻尼系數的大小，這樣才能正確地模擬出土層的動力響應情況。吸收阻尼系數的大小與土層本身的材料屬性是相關的，其計算方法如下。
展開 案例.zip
無論是教材還是各大論壇中對無反射邊界條件的使用情況存在爭議，為解決此問題，通過建立有限元模型探究不同邊界條件值情況下無反射邊界的使用效果。得出如下結論：
1）無反射邊界條件值100情況下能取得理想的效果；2）無反射邊界條件值取為101或10時，能取得一定效果，但效果不甚理想；3）無反射邊界條件值111與自由邊界條件下的使用效果無區別。
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非序列光學系統，特別是那些非序列性來自組件內部多次內部反射的系統，具有一系列特定的挑戰。將這樣的系統分解成一個順序等價的系統通常非常不方便，而且總是不切實際的。因此，擁有一個穩定的非序列建模策略可以在面臨此類任務時成為一個巨大的優勢。
建模和設計軟件VirtualLab Fusion正是通過其手動通道配置模式提供了這優勢，在該模式中，所謂的“光路查找器”對光在非連續系統中遵循的路徑進行初步分析，使用用戶控制的基于能量的標準來確定哪些路徑需要進一步遵循；這在具有無窮多條路徑的漸近配置中變得特別有用。授予用戶在系統中隨意打開和關閉通道的額外選項（例如，對于這個特定的元件界面，應該只考慮前向傳輸嗎，還是向后反射也很有趣？）增強了方法的靈活性，使您能夠獲得盡可能準確和快速的結果。
我們以兩種不同的場景為例演示了這一概念。首先，我們展示了赫里奧特池的情況，這是一種充滿弱吸收氣體的諧振器，其中大量的反射有助于準確表征材料的吸收特性。其次，我們使用法布里-珀羅標準具來解析鈉雙光子。
赫里奧特池的建模
該用例顯示了用于氣體光譜的赫里奧特池的物理光學模擬，包括CO2演示。
Fabry-Pérot標準具對鈉D線的研究
在VirtualLab Fusion中，建立了一個帶有二氧化硅間隔標準具的光學計量系統來測量鈉D線。此外，還研究了實際涂層反射率的影響。
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建模和設計軟件VirtualLab Fusion正是通過其手動通道配置模式提供了這優勢，在該模式中，所謂的“光路查找器”對光在非連續系統中遵循的路徑進行初步分析
利用Sim 3D 2206版本對赫姆霍茲諧振器進行聲學仿真求解時，出現“流體邊界條件 Visco-Thermal Treatment(1)部分或完全分布于非流體和非多孔彈性單元”的錯誤提示。麻煩問一下3個月前
[圖片]
非序列光學系統，特別是那些非序列性來自組件內部多次內部反射的系統，具有一系列特定的挑戰。將這樣的系統分解成一個順序等價的系統通常非常不方便，而且總是不切實際的。因此，擁有一個穩定的非序列建模策略可以在面臨此類任務時成為一個巨大的優勢。
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非序列光學系統，特別是那些非序列性來自組件內部多次內部反射的系統，具有一系列特定的挑戰。將這樣的系統分解成一個順序等價的系統通常非常不方便，而且總是不切實際的。因此，擁有一個穩定的非序列建模策略可以在面臨此類任務時成為一個巨大的優勢。
建模和設計軟件VirtualLab Fusion正是通過其手動通道配置模式提供了這優勢，在該模式中，所謂的“光路查找器”對光在非連續系統中遵循的路徑進行初步分析
一、問題介紹
二維分析能夠大幅度降低計算成本，提高計算效率，適用于簡單問題的快速計算。最近在使用LS-DYNA進行二維軸對稱分析時候，遇到無反射邊界報錯的問題，一個簡單的算例如下，二維軸對稱分析空氣爆炸，在邊界處施加無反射邊界，通過關鍵字*BOUNDARY_NON_REFLECTING_2D 添加。
圖 1 算例簡介
提交計算后報錯：
The node set
非序列光學系統，特別是那些非序列性來自組件內部多次內部反射的系統，具有一系列特定的挑戰。將這樣的系統分解成一個順序等價的系統通常非常不方便，而且總是不切實際的。因此，擁有一個穩定的非序列建模策略可以在面臨此類任務時成為一個巨大的優勢。
建模和設計軟件VirtualLab Fusion正是通過其手動通道配置模式提供了這優勢，在該模式中，所謂的“光路查找器”對光在非連續系統中遵循的路徑進行初步分析
3
S-ALE邊界條件定義
傳統ALE中的邊界條件如非反射邊界、節點約束等同樣適用于S-ALE,但定義過程與之稍有不同，下面介紹S-ALE非反射邊界定義流程：
(1)通過*DEFINE_BOX選擇面。
本人在做磨料射流切割巖石的仿真過程中，對巖石四周施加了無反射邊界條件。
數值模型計算過程中，總是提示巖石單元出現負體積，造成數值模型無法計算。
如果去除無反射邊界條件且正常計算。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。
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采用Euler算法描述水、空氣、炸藥和藥型罩，間隔靶、殼體和鋁合金板采用Lagrange算法，Euler單元和Lagrange單元采用流固耦合算法進行耦合，在空氣和水介質的計算域邊界添加非反射邊界條件，防止沖擊波在邊界處形成壓力反射現象。模型采用g-cm-μs單位制建立，網格尺寸為0.1cm。
