小球入水奥秘:LSDYNA流体动力学分析

FEM→ELMENT TOOLS→Duplicate Nodes→选取上下的重合节点,将其合并FEM→MEASURE→选取球,测量其体积质量3.97,除以球的体积,得到四分之一球的密度  采用Element Editing→Area→Delete删去多余的四分之三球

LSDYNA小球入水分析的图3    LSDYNA小球入水分析的图4      LSDYNA小球入水分析的图5

材料量纲为mm-kg-ms-kN-GPa 转化为m-kg-s   1000kg/m3=1000*kg/109mm3=10-6kg/mm3


定义真空Vacuum,材料编号1,密度1.0e-12

LSDYNA小球入水分析的图6


定义Water,材料编号2,密度1.0e-6,动力黏度系数1e-8

LSDYNA小球入水分析的图7


定义刚体Rigid sphere,编号3,密度7.02e-7,弹性模量E=200GPa,泊松比0.3,约束X和Y的平动自由度和所有转动自由度

LSDYNA小球入水分析的图8


Define SECTION SOLID


MM ALE 编号1 ELFORM 11

LSDYNA小球入水分析的图9


LAGRANGE 编号3 ELFORM 1

LSDYNA小球入水分析的图10

定义状态方程EOS_LINEAR_POLYNOMIAL


EOSID=2,对应Water的编号,C1=2.723,C2=7.727,C3=14.66

LSDYNA小球入水分析的图11

至此材料定义完毕


定义沙漏HOURGLASS

HGID=1,JHQ=1,QM=1e-6

LSDYNA小球入水分析的图12


定义PART

此处注意Vacuum和Water的SECID=1,里面设置了ELFORM=11的算法,且Hourglass=1,里面设置了QM=1e-6,而Rigid Sphere的SECID=3,里面设置了ELFORM=1的算法,且Hourglass=0


Part1 Vacuum,SECID=1,Hourglass=1

LSDYNA小球入水分析的图13


Part2 Water,SECID=1,EOSID=2,Hourglass=1


LSDYNA小球入水分析的图14


Part3 Rigid Sphere SECID=3 Hourglass=0

LSDYNA小球入水分析的图15

定义part集SET_PART_LIST

集合编号1,里面包含part1和part2

LSDYNA小球入水分析的图16


定义CONSTRAINED_LAGRANGE_IN_SOLID

SLAVE=3 MASTER=1 SSTYP=1 MSTYP=0 意味着SLAVE是part ID 3 MASTER是part set ID 1,NQUAD=3,CTYPE=4,DIREC=2 意味着如果球落水则水会被压缩到上面,而如果球提升之后,水不会被球所拉升,MCOUP=1,只与有最高密度的材料相耦合


LSDYNA小球入水分析的图17


定义ALE_MULTI_MATERIAL_GROUP

Vacuum   SID=1  IDTYPE=1

Water     SID=2  IDTYPE=1

LSDYNA小球入水分析的图18

LSDYNA小球入水分析的图19



定义边界条件

Create Entity→Cre→Boundary→Spc→By element 勾选prop并选择水的底面,约束所有方向的平动和转动→Apply

LSDYNA小球入水分析的图20LSDYNA小球入水分析的图21


Create Entity→Cre→Boundary→Spc→By element 勾选prop并选择对称面1,限制Y向平动和X和Z向的转动

LSDYNA小球入水分析的图22


Create Entity→Cre→Boundary→Spc→By element 勾选prop并选择对称面2,限制X向平动和Y和Z向的转动

LSDYNA小球入水分析的图23



定义CONTROL_ALE

DCT=-1,NADV=1,METH=2,AFAC=-1

其他采用默认值

LSDYNA小球入水分析的图24


定义CONTROL_TERMINATION

定义ENDTIM=10  结束时间10ms

LSDYNA小球入水分析的图25


定义CONTROL_TIMESTEP

TSSFAC=0.67 计算时间步的缩放因子,默认0.9,如果使用了高爆物,默认值降为0.67

LSDYNA小球入水分析的图26


定义DATABASE_ASCII_option

Default DT=0.001 勾选RBDOUT  DT=0.001

LSDYNA小球入水分析的图27


定义DATABASE_BINARY_FSIFOR

DT=0.001  PSETID=1  选取输出FSI力,选择的Part set ID为1

LSDYNA小球入水分析的图28


定义DATABASE_BINARY_D3PLOT

NPLTC=100 控制输出步数为100

LSDYNA小球入水分析的图29


定义DATABASE_FSI

LSDYNA小球入水分析的图30


Model Checking→Keyword Check

LSDYNA小球入水分析的图31


定义INITIAL_VELOCITY_GENERATION

LSDYNA小球入水分析的图32

LSDYNA小球入水分析的图33


Assembly and Select Part

LSDYNA小球入水分析的图34


由四分之一模型转换成全部模型,Settings→Post Settings→Reflections

LSDYNA小球入水分析的图35 LSDYNA小球入水分析的图36


最后生成k文件计算时,如果提示CONTROL_ALE读取错误,将最后一行删除之后可以正常计算

*CONTROL_ALE

      -1         1         2      -1.0       0.0       0.0       0.0       0.0

     0.01.00000E20       1.01.00000E-6         0         0       0.0         0

       1        50         0       0.0       0.0         0       0.0       0.0

       0         0         01.00000E-5

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