本案例应用流固耦合分析方法模拟水下爆破钢筋混凝土案例。模型中共5个Component,空气(Air),水(Water),炸药(TNT),混凝土(Concrete),钢筋(Beam),其中空气、水、炸药与混凝土均为实体单元,而钢筋为梁单元。空气、水、炸药为ALE网格,混凝土是拉格朗日网格,并考虑损伤演化,混凝土与钢筋共节点处理。

仿真中的Model模型树信息如下:

仿真中的Solver图形树信息如下:

每个Component所需要赋予的材料、属性、沙漏及EOS状态方程如下图所示。

TNT为MATL8号材料,并定义密度(Rho),波速(D)与压力(PCJ)。水与空气为MATL9号材料,并定义密度(Rho)与粘度系数(MU)。钢筋材料为钢材,MATL24号材料,与前面的案例所用数据相同。混凝土为MARL72R3号材料,混凝土我个人也不是很了解,具体的数据是从网上面找的。

ALE网格与拉格朗日网格的属性:

钢筋通过梁单元模拟,梁截面为圆形,混凝土材料通过AddErosion定义混凝土的损伤情况。

水、空气与TNT材料需要定义EOS状态方程。

Set Segment集合:
用于定义ALE网格的NONREFLECT的边界条件。

Set集合:
Set集合主要是Node、Component与Element的集合,常用于定义接触、边界条件或载荷。另外由于仿真中存在ALE网格,后处理中应显示其流动状态,因此应为每个ALE网格所在的Component建立一个Set集合。
钢筋混凝土外侧节点定义Set集合:

模型关于Y轴对称的对称面定义Set集合:

ALE网格与拉格朗日网格分别建立一个Set集合,用于定义接触对:

Water、Air与TNT还应该分别定义一个Set集合,用于在后处理中显示其流动状态。

Load Collector(载荷集合):
炸药的爆炸中心位于原点处并且混凝土外侧的Set集合约束1、2、3自由度。

ALE网格外侧定义NONREFLECT边界条件并定义模型中所有Component关于Y轴对称的边界条件。

Groups(接触):
定义ALE网格与拉格朗日网格的接触,ALE网格为主面,拉格朗日网格为从面,摩擦系数为0.1。

仿真分析结果:


仿真分析动画:


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