00 导读
本文内容如下:
1)简介了时间步长对显式动力学求解耗时的影响;
2)简介了时间步计算公式和应力波波速计算公式;
3)简介了质量缩放技术对时间步长的影响;
4)刚体网格不影响时间步长。
01 研究背景
显式动力学仿真往往需要较长的求解时间,这主要取决于三个因素:1)模型的求解规模和类型;2)时间步长(time step)的大小;3)计算机的硬件性能。其中硬件性能和求解类型是相对固定不变的。时间步长和模型规模是可以优化的,它们和求解耗时的关系如下。
1)单元总数增加,求解耗时增加;
2)时间步长减小,求解耗时增加;
02 时间步长(time step)
时间步长取决于单元尺寸, 最小单元尺寸决定时间步长;要求一个时间步长内,应力波传播不超过一个单元。所以划分网格最重要一条要求,单元尺寸应该尽量均匀。单元尺寸和时间步长的基本关系大致如下。
CFL(Courant-Friedrichs-Lewy)时间步长计算公式,0.9是默认的时间步系数。
在WB LS-DYNA中查看网格的CFL时间步长。
03 应力波波速
应力波(纵波)在实体单元内的传播速度:
应力波在壳单元内的传播速度:
应力波在梁单元内的传播速度:
以上三个公式可以简单记忆为:
应力波(横波) 传播速度可以简单记忆为:
04 质量缩放(mass scaling)
05 刚体影响
在显式动力学仿真中经常会存在刚体。当然现实世界不存在刚体,在仿真中,当某个部件的硬度远大于其它部件时,可以将该部件简化为刚体,减少求解量,刚体的网格不会影响时间步长。
未完待续。。。
来源:华仿CAE