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Abaqus CEL技术 (4) _纯欧拉分析 - 水滴入水

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1 简介

前面三篇技术文介绍了 Abaqus/Explicit 中的CEL技术应用以及创建欧拉域的两种方法。接下来通过示例的方式介绍 Abaqus/Explicit 中的欧拉和 CEL 技术。
本文以一个简单的水滴入水示例介绍 Abaqus/Explici 中的纯欧拉分析方法的应用。如图所示,下方水的体积为 0.1m * 0.1m *0.04m;水滴为球状,半径为0.005m,距离水面0.02m。现模拟水滴具有1m/s的初始速度,在重力作用下落入水中。单位系统使用kg-m-s。

2 模拟过程

2.1 几何模型
在使用欧拉法模拟材料的运动时,欧拉域的大小一定要完全包含材料的运动范围。在水滴落入水后,会有水溅起,因此欧拉域要适当大一些。
创建一个0.1m * 0.1m * 0.1m的立方体,并在中心偏上0.01m 分割出小球以表示水滴,如下图所示。该几何模型可分别创建一个立方体和一个球体,然后在“Assembly”中使用“Merge”功能创建。对水和水滴区域,创建集 合“C-2_InitialWater”,以便后续定义初始水域。
2.2 材料参数
水的密度为1000 kg/m3;使用Us-Up类型的状态方程,其中c0=1483 m/s;s和Gamma0均为0。定义水的动力粘度为0.001 kg/ms。

2.3 分析步
使用“Dynamic, Explicit”分析程序来模拟该过程,持续0.4 s。为了在后处理结果中仅显示包含材料的单元,必须在场输出中勾选 EVF 输出。

2.4 载荷和边界条件
整个模型受重力作用,重力方向沿Z轴负向。
为限制水仅能在0.1m*0.1m*0.1m的立方体空间中运动,必须对欧拉域定义边界条件。欧拉域的边界,推荐使用速度边界条件,也可使用零位移边界条件,但不可使用非零位移边界条件。
如图所示,在前后面定义速度边界条件:V1=0。同理,在左右边定义速度边界条件:V2=0;在底面定义速度边界条件:V3=0。

2.5 初始条件
定义水滴沿Z轴负向的初始速度1m/s。
初始水域使用分区的方法来定义,详见
《Abaqus CEL技术(2)_创建欧拉域》
其中“C-2_InitialWater”为前面定义包含初始水域的集 合。

2.6 网格
全局网格尺寸为0.002m,共约12.5 K的EC3D8R单元。
2.7 分析结果
在0.015s时,水滴到达水面;然后逐渐形成一个水坑;在0.07s时,水坑中的水开始溅起;形成小水柱后,在重力作用下再次落入水中。


来源:SimulateTech
Abaqus材料
著作权归作者所有,欢迎分享,未经许可,不得转载
首次发布时间:2024-11-03
最近编辑:1月前
SimulateTech
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