[极简分析] 三种网格自适应方法对比（上）

1年前浏览13807

本文摘要（由AI生成）：

本文介绍了Abaqus中的三种自适应网格方法，包括ALE自适应网格、自适应网格重划和Mesh-to-mesh映射。其中，ALE自适应网格介于完全欧拉分析和完全拉格朗日分析之间，可以在分析步的求解过程中逐步改善网格质量，适用于ABAQUS/Explicit的大变形分析以及ABAQUS/Standard中的声、冲蚀和磨损问题。ALE自适应网格划分在Abaqus/Standard和Abaqus/Explicit中有所不同，Abaqus/Explicit中的ALE自适应网格划分更为广泛，适用于各种问题。其他两种自适应方法，下文再续。

概述

Abaqus中有不同的方法对网格进行自适应：ALE自适应网格，自适应网格重划和Mesh-to-mesh映射。先通过表格对比，后续再逐渐深入。

微信截图_20190806145345.png

ALE自适应网格

拉格朗日与欧拉

使用拉格朗日方法，网格随材料一起移动，通常是在Abaqus和一般的固体中完成。使用欧拉方法，网格是固定材料穿过，这种方法对流体有意义。

在Abaqus中，可以使用CEL纯欧拉方法模拟，即CoupledEulerian-Lagrangian。

本文介绍的ALE自适应网格，介于完全欧拉分析和完全拉格朗日分析之间的某种方式：材料相对于网格变形，网格也变形（网格可以独立于材料变形）。ALE全称为“任意的拉格朗日－欧拉自适应网格”（Arbitrary Lagrangian Eulerian adaptivemeshing），不改变原有网格的拓扑结构，即单元和节点的数目和连接关系不会变化，而是在分析步的求解过程中逐步改善网格的质量。

目的

ALE自适应网格划分通常用于减少网格失真，通过移动节点即使在严重变形下也能保持高质量的网格。拓扑不改变，不会修改连接以及单元数量。能够用于ABAQUS/Explicit的大变形分析，以及ABAQUS/Standard中的声（acoustic domain）、冲蚀（ablation）和磨损问题。

Abaqus /Standard中的ALE自适应网格划分

与Abaqus / Explicit相比，ALE自适应网格划分在Abaqus /Standard中有所限制。可用于当没有材料流入或流出域时（拉格朗日方法）、当材料在边界被侵蚀时（烧蚀或磨损）。用于减少固定材料量上的网格扭曲，提高准确性，甚至是在某些情况下获得收敛的唯一方法。此外，可以独立于材料运动来定义边界网格运动。例如，在轮胎分析，轮胎的外表面向内移动，而不会使材料变形，移除部分材料，模拟轮胎磨损。帮助手册中给出了这个例子（在Abaqus / Standard中使用自适应网格模拟胎面磨损）。

图：与未磨损外形相比，使用ALE自适应重新网格化获得的磨损外形在网格光顺时保持节点连接

Abaqus /Explicit中的ALE自适应网格划分

使用Abaqus / Explicit，可以模拟欧拉问题以及拉格朗日问题。ALE自适应网格划分不仅可用于减少固定材料体的网格扭曲，还可用于材料流入和流出网格时的工况，也可使网格自身变形，这在模拟挤出或轧制等工艺时非常有用，因这些工艺的大变形和形状错误单元，会导致在Abaqus / Explicit中时间增量步降低，增加了求解时间，同时限制了求解的准确性。通过ALE网格自适应可以加以改善。

与Abaqus / Standard相比，Abaqus /Explicit中的ALE自适应网格划分更为广泛，它有几种平滑方法适用于各种问题，而Abaqus / Standard只有一种平滑算法用于平滑移动边界曲面。在Abaqus / Explicit中，开始变形之前可以改善网格质量，此外还可以定义示踪粒子。

帮助手册中给了一个正弦模锻锻造例子，右侧的ALE自适应网格划分的分析，比左侧的没有ALE自适应网格的分析具有更好的单元形状。

其他

ALE自适应网格划分可以对整个模型或单个零件定义。在整个Step中，执行重新扫描，因此不用重新定义新作业，分析应用平滑网格继续进行。ALE自适应网格划分可在Abaqus / CAE设置。

其他两种自适应方法，下文再续。

Abaqus

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：2019-08-06

[极简分析] 三种网格自适应方法对比（上）

概述

ALE自适应网格

目的

其他

2023达索系统 | 基于分子级的动力电池材料研发创新

2022第四届中国仿真技术应用大会-复合材料专题论坛（回放）

2023达索系统 | 智能化与数字化创新高峰论坛

2024趣味CAD设计实战课程：solidworks小雪节气滑雪头盔

ABAQUS梁单元剪力与弯矩的输出

基于ABAQUS的刹车盘热应力（热—机耦合）分析

基于PyQt5_Abaqus二次开发的应用程序设计

ABAQUS中内置的SMA本构模型（无需UMAT）