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2020 - 11 - 25
作者:王晨希  上海安世亚太高频电磁高级技术专家本文共计2216字,阅读时间预计7分钟编者按作者分析了美国空军一号抵御核爆的秘密,包括如何抵御冲击波、核辐射以及电磁脉冲。在抵御电磁脉冲上,美国空军一号用了三层保护机制,可见对飞机这种精密电子飞行器杀伤力更大的当属电磁脉冲。大名鼎鼎的美国空军一号,美国总统的专属座机,被誉为世界上最安全的飞机。这架不同于任何传统客机的总统专机,拥有世界上最顶...
2020 - 10 - 21
作者:陈康 上海交通大学本文共计3111字,阅读时间预计10分钟编者按作者介绍了壁膜现象、欧拉壁膜模型与部分浸润效应的内在机理,并依此建模进行案例测试分析,以此探索不同壁膜接触角下与质量通量下壁膜形态演变规律的差异,希望可以启发更多的思考探索。介绍壁膜广泛存在于日常生活中,并且在工业生产中也扮演重要角色,如汽车车窗的除雾、冰箱设计、食品冷藏技术中冷凝壁膜的杀菌等应用。壁膜是由液滴撞击到固体壁面上形...
2020 - 10 - 13
作者:吴华春 上海安世亚太结构应用工程师本文共计1559字,阅读时间预计5分钟编者按在ANSYS LS-DYNA中,经常遇到Sliding Energy异常,作者在本文中分析了计算模型常出现的2种情况——初始穿透导致的Sliding Energy异常和由于SEGMENT接触导致的Sliding Energy异常,并给出了对应的解决方法。问题提出负的滑移能存在2种情况:■ 第一种情况:GLSTAT中...
2020 - 09 - 26
翻译:赵亚  上海安世亚太流体应用工程师本文共计1320字,阅读时间预计5分钟编者按上周我们谈到多相流的分类及仿真方法,如果大家记忆有些模糊的话,点此链接来回忆上篇内容吧!接下来作者会进行案例分析和行业解决方案解析,展示ANSYS在多相流仿真领域的运用。多相流仿真展望即使当今多相流仿真功能已经十分强大,但是工程师仍在努力推进多相流仿真的边界。他们将融入并模拟更多的物理模型:物化反应、运动...
2020 - 09 - 23
翻译:赵亚  上海安世亚太流体应用工程师本文共计1785字,阅读时间预计6分钟编者按作者分析了多相流的分类、仿真方法及未来发展方向,深入剖析了真实的产品案例和行业解决方案,并提出ANSYS仿真工具可以快速、高效地解决产品设计在多相流仿真中遇到的挑战,为企业的产品设计和生产节约成本。无论是设计高超声速运载工具的除冰系统、进行血液酶测试,还是输送和熔化稀有金属粉末化合物以进行增材制造,或是为...
2020 - 09 - 16
作者:陈诗佳  上海交通大学-巴黎高科卓越工程师学院谢文丽  上海安世亚太流体应用工程师本文共计1755字,阅读时间预计6分钟编者按作者使用Flownex对垃圾处理中心通风系统的局部管线进行模拟,对敞开式处理车间和封闭罐装设备的环境通风系统做出整体评估,并提出改进建议,同时对管线上的风机选型提出明确要求。研究目的随着国内环境三废处理规范要求越来越明细化,各种环保处理工...

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非线性自适应(NLAD)网格划分及应用举例
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非线性自适应(NLAD)网格划分及应用举例

介绍

问题

在复杂的结构设计分析中,通常很难确定在高应力区域中是否生成适当的细化网格。在做非线性大应变分析仿真时,可能由于单元变形过大,导致网格畸变,仿真不能收敛。  

针对以上问题,ANSYS程序提供了近似的技术自动估计特定分析类型中因为网格划分带来的误差。通过这种误差估计,程序可以确定网格分布是否合适。如果不合适的话,程序将根据指定的标准通过分割、变形或重新排序划分来进行自动更新网格以减少误差。

解答


这一自动估计网格划分误差并细化更新网格的过程就叫做自适应网格划分(NLAD)





自适应网格划分的优势

该功能支持局部和全局重新划分。它有助于计算收敛以模拟传统方法无法模拟的问题,或者用于提高模拟结果的精度。在求解过程中,负载、边界条件、接触条件、求解变量等无缝地转移到新的网格中,不需要用户输入。非线性自适应网格技术减少了获得精确和收敛解所需的时间和精力。





适用场景举例

■ 挤压—坯体由于材料流入模具而发生过度变形;

■ 垫圈密封—密封垫圈材料被挤入填充间隙;

■ 断裂力学—裂纹尖端区域的局部高应力和高变形场可能导致部件失效。





应用举例

刚性体挤压橡胶:小刚性块挤压至橡胶块内,沿垂向运动15mm,橡胶块发生大变形,为减少计算量,只建立四分之一模型,其初始几何形状和网格如下图所示。

01

非线性自适应(NLAD)网格划分及应用举例

初始几何形状和网格


02

非线性自适应(NLAD)网格划分及应用举例

施加强制位移


该案例演示了应用非线性网格自适应技术来消除网格畸变,求解与大变形相关的问题。

柔性橡胶块在两个面具有对称性边界条件,并在底部固定。刚性体放置在柔性块的顶部,沿y的反方向施加强制位移。它的目标是在柔性橡胶块中下压15mm。


没有非线性自适应

在没有非线性自适应的情况下,网格高度畸变,计算失真,且不收敛。


自适应网格划分

基于网格质量准则的非线性自适应技术在求解过程中自动优化了发生高度畸变的网格质量。通过几次重划分,成功地求解了这种网格畸变的大变形问题。


刚性体挤压橡胶变形的动画如下所示

非线性自适应(NLAD)网格划分及应用举例


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2020 - 11 - 25
作者:王晨希  上海安世亚太高频电磁高级技术专家本文共计2216字,阅读时间预计7分钟编者按作者分析了美国空军一号抵御核爆的秘密,包括如何抵御冲击波、核辐射以及电磁脉冲。在抵御电磁脉冲上,美国空军一号用了三层保护机制,可见对飞机这种精密电子飞行器杀伤力更大的当属电磁脉冲。大名鼎鼎的美国空军一号,美国总统的专属座机,被誉为世界上最安全的飞机。这架不同于任何传统客机的总统专机,拥有世界上最顶尖的防御系统,包括防核弹冲击系统、反导系统、诱饵系统,内部设施包括总统生活区、飞行指挥中心以及大名鼎鼎的The nuclear football核弹密码箱等。▲ 空军一号空军一号有两架,飞行呼号都是Special Air Mission 28000和29000,当美国任何一个空中管制员听到这个呼号后都明白美国总统就在上空。空军一号曾一度是国家机密,用以在平常以及核战争时期充当美军的最高指挥中心。▲ 空军一号内部那么作为世界上安保最全面的飞机,面对末日核打击,该如何保护总统及机上人员安全?下面为大家揭开空军一号抵御核爆的秘密。▲ 核弹密码箱首先需要说明的是,无论空军一号的防护多么完备,发生核爆时都不可能在原爆点存活。因为现今人类发明的最强隔热物质能够隔绝的温度不过几千摄氏度,而核爆原爆点几公里内的温度可以达到上千万摄氏度,热核武器甚至可以达到上亿摄氏度,所有的物质都会瞬间气化。空军一号对核爆的防护主要是针对的是冲击波、核辐射以及电磁脉冲。 抵御冲击波今年8月份,在黎巴嫩首都贝鲁特发生了巨大爆炸,强大的冲击波造成了多栋房屋受损,玻璃震碎,港口完全被炸毁,距爆炸地点10多公里的总统府建筑也因此受损。与贝鲁特硝酸铵爆炸产生的冲击波相比,核爆产生的冲击波威力要强大得多,覆盖范围也要大非常多。▲ 贝鲁特爆炸冲击波▲ 核冲击波 为了抵抗...
2020 - 10 - 21
作者:陈康 上海交通大学本文共计3111字,阅读时间预计10分钟编者按作者介绍了壁膜现象、欧拉壁膜模型与部分浸润效应的内在机理,并依此建模进行案例测试分析,以此探索不同壁膜接触角下与质量通量下壁膜形态演变规律的差异,希望可以启发更多的思考探索。介绍壁膜广泛存在于日常生活中,并且在工业生产中也扮演重要角色,如汽车车窗的除雾、冰箱设计、食品冷藏技术中冷凝壁膜的杀菌等应用。壁膜是由液滴撞击到固体壁面上形成的。液滴撞击壁面后的情况有以下四种:■ 附着(stick):液滴以很小的动能撞击壁面并近似保持球形;■ 反弹(rebound):液滴改变速度,相对完整地离开壁面;■ 铺展(spread):液滴以中等动能撞击壁面并铺展为壁膜;■ 飞溅(splash):液滴的一部分留在壁膜中,另一部分以一些更小尺寸的小液滴离开壁面。薄膜假设:壁膜厚度远小于壁面的曲率半径,壁膜在厚度上的属性是一致的,且壁膜流动平行于壁面。基于以上假设下的壁膜模型分为基于场的欧拉壁膜模型和基于粒子的拉格朗日壁膜模型。本文采用欧拉壁膜模型。▲ 图1. 壁膜模型示意图▲ 图2. 液滴与壁面相互作用决策图欧拉壁膜的质量、动量、能量守恒质量守恒等式左边:非稳态项和对流项;等式右边:单位面积下的质量源项,如液滴收集、壁膜分离、壁膜脱落、相变等行为下,需更新壁膜质量源项。动量守恒等式左边:非稳态项和对流项等式右边:→ 第一项:扩散项:其中,压力=气流压力+垂直于壁膜的重力分量+表面张力→ 第二项:重力源项:平行于壁膜的重力分量→ 第三&四项:净粘性切应力源项:气流-壁膜之间&壁面与壁膜之间→ 第五项:动量源项:液滴的收集与分离→ 第六项:表面力源项:壁膜的表面张力、壁膜与壁面间的接触角能量守恒等式左边:非稳态项和对流项等式右边:→ 第一项:气流-壁膜间与壁...
2020 - 10 - 13
作者:吴华春 上海安世亚太结构应用工程师本文共计1559字,阅读时间预计5分钟编者按在ANSYS LS-DYNA中,经常遇到Sliding Energy异常,作者在本文中分析了计算模型常出现的2种情况——初始穿透导致的Sliding Energy异常和由于SEGMENT接触导致的Sliding Energy异常,并给出了对应的解决方法。问题提出负的滑移能存在2种情况:■ 第一种情况:GLSTAT中的滑移能在初始状态就出现负值,如图-1所示。▲ 图-1 第一种能量异常图■ 第二种情况:CAE工程师在利用ANSYS LS-DYNA进行计算时,很多时候会碰到图-2所示的状况,严重的能量不平衡。内能、滑移能在计算前期表现还算正常,但是到计算后期,内能、动能、滑移能严重偏离,导致整个模型能量异常,计算结果不可信。▲ 图-2 第二种能量异常图解决方法第一种情况的解决方法(初始穿透)在仿真模型中出现初始穿透,导致初始的滑移能为负值。仿真穿透模型如图-3所示。产生机理:LS-DYNA在进行接触搜索时,发现存在网格穿透问题,需要把穿透部分的节点移到不穿透的位置,这可以在LS-DYNA软件中设置。如图-4所示,当把初始穿透清除后,其滑移能和整个模型能量表现正常(如图-5所示)。▲图-3 存在初始穿透模型▲ 图-4 清除初始穿透模型▲ 图-5 第一种能量正常图初始穿透解决方法有以下几种① 手动调整单元节点  在进行模型网格划分和设置零件厚度时必须确认是否存在干涉,即必须考虑壳单元的接触厚度。如果发生穿透,可以从计算出的message或d3hsp文件中对关键字“initial penetrations”进行搜索,找到相关单元,然后调整单元节点,消除初始穿透。在一些专门的前处理软件中,例如ANSA,HYPERMESH、SpaceClaim在提交计算前对模型进行...
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