SPH方法在大变形情况下的计算效果还是可以的,Abaqus集成SPH算法也有几个版本了,每个版本或多或少都会对SPH进行改进。用Abaqus的SPH算法做了水动力中经典的溃坝算例。
SPH算例和其他有限元算例很类似,需要注意的点有:
- 在Abaqus中,粒子并不是在初始时刻就存在的,只有在满足一定条件的情况下才会由网格转化为粒子。转化为粒子的条件有时间条件、应变条件等,比如选择时间条件,可以指定开始转化的物理时间,方法是:在指定物体的网格类型时,选择Explicit,与Standard不同的是Explicit单元库中的单元可以选择转化为粒子(“Conversion to particles”),转化规则有Time、Strain和Stress,如果转化门槛选择为0,则在开始时刻就转化为粒子。
- 接触问题:直接采用General Contact即可,其他接触形式包括面面接触、自接触等,试了一下效果并没有更好。接触特性(“Contact Property”)选择一个法向“Hard Contact”和切向“Frictionless”即可。
- 边界条件:由于粒子是在提交计算后由网格转化来的,所以边界条件貌似无法直接施加到粒子上。溃坝的算例是采用了一个矩形盒子作为边界,矩形盒子材料是铝,由于水域的尺寸太大(100m),盒子的厚度指定的太小(0.01m),还需要将盒子的四周固支,否则盒子受力很大就会发生很大变形。
注意:本算例基于Abaqus 2018版本,较低版本可能不一定适用,以下内容为cae文件和inp文件,给需要的朋友,无其他技术讨论,其实上面1、2、3点就是主要的技术点了。
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