ALE分析实例：液面晃动分析

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本文摘要（由AI生成）：

本文介绍了ALE算法在液面晃动问题分析中的应用。首先，通过ANSYS Mechanical APDL环境进行建模和关键字导出，生成几何模型和有限元模型，并将模型信息写入关键字文件slosh.k中。然后，按照步骤递交LS-DYNA求解，包括新建工作目录、拷贝求解器程序、递交求解等。最后，在LS-PREPOST中进行计算结果的后处理操作，绘制模型的构形和左端表面节点高度坐标时间历程曲线。

本节以一个液面晃动问题的分析为例，介绍ALE算法的具体应用。

作匀加速运动的盛水方形容器，横截面尺寸为10cm×1cm，左右两侧液面高差2cm，左侧液面高度为11cm，右侧液面高度为9cm，如图1所示。当此容器加速度消失后，通过LS-DYNA模拟液面的晃动过程。

图1 液面高差示意图

采用ANSYS Mechanical APDL环境进行建模以及关键字导出，具体APDL命令流请下载附件文档。执行命令流文件的过程中，几何模型、有限元模型分别如图1和图2所示，包含此模型信息的关键字被写入关键字文件slosh.k中。

图2 几何模型

图3 网格模型

建模完成后，按照如下步骤递交LS-DYNA求解。

(1)新建工作目录。

新建一个工作目录作为计算工作路径。

(2)拷贝求解器程序

由ANSYS安装目录下**LS-DYNA求解器程序LSDYNA190.exe到计算工作路径下。

关于LS-DYNA求解器程序所在的安装目录，这里举例说明。比如：ANSYS19.0版本，64位Windows系统，如安装在C盘，则LS-DYNA程序的存放路径为C:\Program Files\ANSYS Inc\v190\ansys\bin\winx64。对于其他版本或其他的安装路径可以此类推。

(3)递交求解

在计算工作路径下鼠标双击拷贝过来的LS-DYNA求解可执行程序，弹出LS-DYNA程序信息输出窗口，在其命令提示行输入i=.slosh.k，敲回车键程序即开始计算。

计算结束后，按照如下步骤在LS-PREPOST中完成计算结果的后处理操作。

在Windows开始菜单的LS-Prepost-4.0程序组中选择LS-Prepost-4.0，启动LS-Prepost，可按Ctrl+F11切换至传统模式。通过动画观察选择左侧、右侧达到振幅的最大值附近的一系列不同时刻，绘制模型的构形，如下面的动画所示。

下面绘制左端表面节点（如图4所示）的高度坐标时间历程曲线。首先在图形窗口中选择此节点，然后在后处理面板（第1页）选择History按钮，在Time History Results面板中选择Nodal和Y-Coordinate。单击Time History Results面板Plot按钮，绘制如图5所示的曲线。