Abaqus CEL方法在大坝模拟中的应用

大家好,Abaqus作为通用有限元软件,不仅可以进行结构力学方面的仿真,其实也可以进行热学,流体,流固耦合,甚至多物理场的仿真。其中,SPH,CEL方法就可以用来实现超大变形,流体和流固耦合的仿真。今天就跟大家分享一个利用CEL方法模拟大坝的案例。先看看效果图~,接下来再一步步重建这个模型。


图1 结果



首先,这个案例用的CEL方法,所以必然有一个欧拉体部件。当然总共就两个部件,另一个就是大坝了。由于CEL方法只能用于3D模型,所以拉伸厚度为5mm,厚度方向一层单元。如图二所示左边为大坝,右边为水体(欧拉体)。

图二 3D部件



建立好部件,需要赋予材料属性,定义dam材料为线弹性材料,杨氏模量12000000,泊松比0.4,水体材料采用EOS方程Us-Up描述,参数如图3所示。

图三 water材料参数



分别建立截面属性,并赋予给两个部件,注意water部件是欧拉体,对应欧拉体属性。接下来,进行模型装配,分别将两个部件实例化,为后续初始材料分配,这里将水体部件进行切割,并调整位置至如图四所示。然后建立Explicit分析步,分析时长0.2s。将大坝底部的点

建立set集,用于定义输出大坝底部的位移。
 

图四 模型装配体



相互作用模块,建立General contact,使用默认的接触属性即可。

载荷及边界条件:首先施加重力场,这个相信大家都会。其次设置部件的边界,如图五所示,前两个表示对大坝的约束,顶部固定,Y方向速度为0.后三个为对水体的约束,分别是三个方向0速度约束。最后需要指定初始水域以及水域的初始应力。如图六所示。



图五 边界条件设置



图六 初始材料及应力场设置



网格划分,采用5mm的网格尺寸,大坝部分进行细化,划分的网格如图七所示。

图七  网格模型


定义场输出EVF,历时输出底部set的位移,就可以得到如图1所展示的结果啦~。


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