ABAQUS显式ALE自适应网格控制参数详解

ABAQUS/Explicit中采用自适应网格ALE调整网格时,选项卡ALE Adaptive Mesh Controls中的参数很多,下文总结了各个参数的含义及使用范围,希望能帮助大家。

1) priority参数设置:

是指网格梯度控制(是否保持初始网格梯度,若需要保持初始网格梯度,则对网格的质量将会有影响)。

Ø  对拉格朗日问题选择Improve aspect ratio,在计算过程中将考虑到网格单元高宽比的改善,不考虑对初始网格梯度的保持。

Ø  对于欧拉问题选择:Preserve initial mesh grading,在计算过程中保证初始的网格梯度,但不会考虑到网格宽高比的改善。

2) smoothing algorithm 参数设置:

Ø  Use enhanced algorithm based on evolving element geometry主要是在几何学的方面对我们定义的网格sweep算法(前面提到的三种算法)进行增强,目的是为了保证adaptive remesh过程的健壮性,为推荐选项,选它就行了

Ø  conventional smoothing利用我们定义好的算法进行计算,无几何增强。

3) Meshing predictor参数设置

是网格节点位置控制(理想的网格节点位置控制,将会减少需要的网格sweeps次数,减少资源浪费)

Ø  对于拉格朗日问题选择Current deformed position;

Ø  对于欧拉问题选择Position from previous adaptive mesh increment。

4) Curvature refinement参数设置

是曲率较大的曲线曲面边界的网格密度控制,默认为1,该值越大,则圆角区的网格密度也就会越大,比较简单。

5) 在ABAQUS显示模块中,sweep算法用英语来说就是mesh smoothing method,有三种算法来sweep网格:

Ø  体积算法(volume smoothing)

该算法十分健壮,为默认算法,在绝大多数情况下适用。

Ø  拉普拉斯算法(laplacian smoothing)

耗费资源最少的算法,能力一般,作用与体积算法类似(一阶算法,类似于求平均值),对于曲率比较高的曲线曲面边界时,效果不是很理想

Ø  等位算法(equipotential smoothing)

比较复杂的算法,是基于拉普拉斯算法的解之上的算法,对曲率较大的曲线曲面边界效果较好,在节点被非结构化网格包围时,次算法为推荐算法,若节点被结构化网格包围,其效果与体积算法类似。

三种算法可以结合适用,利用权重值来定义,需要记住的是,三种算法各占的权值加起来必须等于1。

6)在ABAQUS CAE中的ale mesh control 中boundary region smoothing下面的三个参数:

Ø  initial feature angle

即初始检测角度的设置,当两个相邻的面的法向量大于该角度值的时候,这两个相邻面形成的corner将被检测出来,在sweep时,网格不允许通过这个corner小于的话就说明,该corner足够圆滑,网格可以通过,当然,该corner应该是具有活性的,对corner活性的控制由下面一个参数(Transition feature angle)控制,否则也不会被考虑。

Ø  Transition feature angle

控制被检测出的corner的活性的,如果被检测处的corner的两面法线夹角大于该值则该corner在ale过程中是会被考虑的,否则就不会考虑。

Ø  Mesh constraint angle

控制分析过程的一个角度参数,一般大于45度,设为默认值就可以,在分析过程中,当网格内某一个角度大于该参数值时,分析终止,文档有详细介绍。

7)变量转换算法控制:

在ABAQUS中是如何将旧网格中的环境变量转换到新网格中的呢?

即使用remapping技术,对于静变量(应力场,应变场,位移场等)的转换(advection),有两种算法即为一阶算法(first order)与(second order)算法,second order算法适用于所有问题,为推荐算法,一阶算法比较简单,占资源少。

对于动变量(速度,加速度等)转换(momentum advection),也有两种算法,element center projection method与half-index shift method,前者为推荐算法,选择前者就ok了。

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