Презентация на тему MSC.Dytran - 16

быстрого расчёта взаимодействия (Fast Coupling)

Разрушение поверхностей взаимодействия

Вывод результатов

производится посредством поверхности взаимодействия
Поверхность взаимодействия – это своего рода

оболочка, окутывающая конструкцию и отделяющая её от эйлеровой среды
Поверхность взаимодействия является для эйлеровой среды подвижной границей
Грани поверхности взаимодействия нагружаются вследствие воздействия на них материала эйлеровой среды
Нагрузки на грани поверхности взаимодействия конвертируются в силы, действующие на узлы этой поверхности (которые являются в то же время и узлами лагранжевой части модели)

объём, возникший вследствие “рассечения” элемента поверхностью взаимодействия

грань поверхности взаимодействия
Зона перекрытия одной грани поверхности взаимодействия и

одного эйлерова элемента

Fface = Tij · A

Fnode = (1/4) · Fface

обеспечения точности вычислений поверхность и объём “покрытой” фракции должны

быть замкнуты. Это означает также, что недопустимы отверстия в ПВ
Поверхность взаимодействия легко создаётся
ПВ создаётся аналогично контактной поверхности – для её создания могут быть использованы оболочки и грани объёмных элементов
Для создания замкнутой поверхности могут использоваться оболочки без физических свойств. Для этого в операторе PSHELL1 используется параметр (формулировка элемента) DUMMY
ПВ может характеризоваться трением
Нормали сегментов ПВ должны быть направлены во-вне
Для выполнения этого условия при необходимости нормали автоматически реверсируются
ПВ должна иметь первоначальный контакт с эйлеровой средой
ПВ должна иметь начальный ненулевой объём
Применение элементов PENTA и TETRA при использовании General Coupling и технологии Fast Coupling недопустимо

поверхность взаимодействия конструкция – жидкость
Пример: поверхность 100 – поверхность

взаимодействия
COUPLE, 1, 100, INSIDE, ON, ON









Значение параметра COVER (поле 4 в операторе COUPLE) “регулирует” должна ли оболочка содержать жидкость (газ) внутри или, наоборот, “вытеснять” его во вне
Пример: значение COVER=INSIDE означает, что оболочка препятствует попаданию жидкости (газа) внутрь неё

Поверхность
взаимодействия

Inside

Outside

вследствие этого возникают малые по величине объёмы
Для предотвращения чрезмерного

уменьшения шага (его величина зависит от размеров конечного объёма) часть элемента (конечного объёма), оставшаяся после “разрезания” вне поверхности взаимодействия, присоединяется к соседнему элементу (конечному объёму)
Присоединение происходит, если “остаток” элемента меньше, чем первоначальный объём элемента, умноженный на параметр FBLEND (по умолчанию FBLEND=0,6667)






Сгруппированные элементы (конечные объёмы) рассматриваются как один с массой, объёмом, энергией и импульсом равным сумме этих параметров соединённых частях

имеется технология быстрого расчёта взаимодействия – Fast Coupling
Для “включения”

алгоритма Fast Coupling используют оператор
PARAM, FASTCOUP
Работа алгоритма моделирования взаимодействия конструкция – жидкость (включая алгоритма группирования элементов) не отличается от “обычного” General Coupling
Технология Fast Coupling на 50-90% быстрее “обычного” General Coupling
Ограничения на параметры сетки:
Эйлерова сетка должна быть ортогональна и ориентирована строго по осям глобальной системы координат (проверка этого осуществляется программой и даже небольшое отклонение от этого требования не допускается)
Для построения эйлеровой сетки рекомендуется использование оператора MESH

сквозь неё
Специальный оператор COUPLE1 для задания разрушающейся ПВ
COUPLE1, 23,

4, OUTSIDE, ON, ON, , , , +
+, , 1
Для моделирования разрушающейся поверхности взаимодействия необходимо:
Применять ROE-решатель: PARAM, LIMITER, ROE, {…}
Применять Fast Coupling: PARAM, FASTCOUP, , FAIL
Использовать операторы COUP1FL (для задания условий разрушения ПВ) и COUP1INT (если необходимо использовать более одной ПВ)
“Плавное” перемещение ПВ после разрушения
Применение разрушающихся ПВ возможно при нескольких эйлеровых сетках (с “разными” материалами)
Возможно моделирование взаимодействия нескольких эйлеровых сеток (“регионов”) через разрушающиеся ПВ
Для реализации этой возможности необходимо использовать оператор COUP1INT

временных зависимостей

TYPE(SURF) = TIMEHIS
SURFACES(SURF) = 50
SET 50 = 25
ELOUT(SURF)

= VOLUME, AREA, PRESSURE, MASS
TIMES(SURF) = 0.0, THRU, END, BY, 1.0E-5
SAVE(SURF) = 100000

Вывод результатов расчёта для поверхностей взаимодействия в “архивный” файл

TYPE(CPL) = ARCHIVE
CPLSURFS(CPL) = 44
SET 44 = 25
CPLSOUT(CPL) = PRESSURE, TEMPTURE
TIMES(CPL) = 0.0, THRU, END, BY, 1.0E-3
SAVE(CPL) = 100000

ней разделены алюминиевой диафрагмой; в части ёмкости, заполненной водой

находится ВВ. После подрыва ВВ происходит разрыв разделительной диафрагмы и вода выбрасывается в верхнюю часть ёмкости

Разделительная
диафрагма

result for request: elem
TYPE (elem) = ARCHIVE
ELEMENTS (elem) =

1
SET 1 = 1 THRU 200 301 THRU 700 101 THRU 300 701 THRU 900
ELOUT (elem) = EFFPL-MID EFFPL-OUT EFFPL-IN EFFST-MID EFFST-OUT EFFST-IN, TXX-MID TXX-OUT TXX-IN FAIL-MID FAIL-OUT FAIL-IN
TIMES (elem) = 0 thru end by 0.125e-3
SAVE (elem) = 10000
$ Output result for request: euler
TYPE (euler) = ARCHIVE
ELEMENTS (euler) = 2
SET 2 = ALLEULHYDRO
ELOUT (euler) = XVEL YVEL ZVEL SIE PRESSURE FMAT
TIMES (euler) = 0 thru end by 0.125e-3
SAVE (euler) = 10000
$

= 32
SET 32 = 1,2
times(pres2) = 0

THRU END BY 0.125e-3
$
$------- Parameter Section ------
PARAM,INISTEP,1.0e-7
PARAM,MINSTEP,1.0e-9
$ Tolerance between ale surface and lagrangian surface
PARAM,STRNOUT,YES
$
$ params defining new solver
PARAM,LIMITER,ROE
PARAM,RKSCHEME,3
$
$ param defining new coupling calculation
PARAM,FASTCOUP,INPLANE,FAIL
$
$
$------- BULK DATA SECTION -------
BEGIN BULK
$
$ --- Define 2819 grid points ---
$

0

0 0
GRID 2 1 0 0
GRID 3 2 0 0
GRID 4 3 0 0
GRID 5 4 0 0
GRID 6 5 0 0
…………………………….
GRID 1099 10 14 9
$ -----------------------------------------------
$
$ --- Define 900 elements
$
$ -------- property set Aluminum ---------
CQUAD4 1 1 1 2 13 12
CQUAD4 2 1 2 3 14 13
CQUAD4 3 1 3 4 15 14
CQUAD4 4 1 4 5 16 15
…………………………………..

* Aluminum *
PSHELL, 1, 1,

0.1
$
$ * water *
PEULER1,2,,HYDRO,18
$
TICEUL,18,,,,,,,,+
+,SPHERE,400,2,4,7,,,,+
+,ELEM,500,2,5,6,,,,+
+,ELEM,600,2,6,5
$
SPHERE,400,,5.0,6.0,5.0,3.0
SET1,500,2001,THRU,35000 $ The EULER INSIDE THE bottom box is water

EULER IS WATER TOO
$
TICVAL,4,,DENSITY,2.466-05,SIE,8.618E09 $ Initialize explosive
TICVAL,5,,DENSITY,0.0935E-3,SIE,0

$ SIE=0 for water
$ use 3.206E08 for 14.7 psi, 5.0817E08 for 23.3 psi
TICVAL,6,,DENSITY,0.0935E-3,SIE,0 $ SIE=0 for water
$TICVAL,7,,DENSITY,0.0935E-3,SIE,0 $ SIE=0 for water
$
$ ========= MATERIAL DEFINITIONS ==========
$ -------- Material Aluminum id =1
DMATEP,1,2.5977E-4,10.5E+6,0.33,,,1,1
YLDVM, 1, 48000.
FAILMPS, 1, 0.22
$
$ -------- Material water id =2
DMAT, 29.35e-05, 2
EOSPOL, 2, 319083.
$

explosive) ----
SURFACE, 1, ELEM, 3
SET1, 3, 1, THRU, 200,

301, THRU, 700
COUPLE1,1,1,OUTSIDE,,,,,,+
+,,1,,1
MESH,1,BOX,,,,,,,+
+,-0.2,-0.2,-0.2,10.5,10.5,10.5,,,+
+,30,30,30,,2001,2001,EULER,2
$
$ ----- LBC-name = top_surface (air initially but then converted to water)
SURFACE, 2, ELEM, 4
SET1, 4, 101, THRU, 300, 701, THRU, 900
$
COUPLE1, 2, 2, OUTSIDE, , , , , , +
+, , 2, , 1