ABAQUS仿真软件经典案例——水滴入水分析
【水滴入水分析】是ABAQUS中欧拉体做的一个非常有意思的案例。
模型了解
在做这个案例之前,首先要清楚了解ABAQUS的有限元分析流程:
ABAQUS有限元分析流程
前处理
1. 模型构建
对于水滴、水池、空气域均属于欧拉体,在ABAQUS仿真软件中,欧拉体是一个单一的部件,因此在操作时需要对各区域做模型共节点的设定。我们知道ABAQUS自身网格划分能力相对较差,因此在做水滴之前,需要将网格采用Hypermesh进行划分,再将HM得到的网格导入到ABAQUS中,这样就能得到我们需要的网格了,准备工作就绪:
网格模型
由于HM导出的模型自带装配体网格以及部件模型,所以在前处理的过程中我们只需要再添加材料属性即可。
2. 材料参数的定义
(1)创建材料
接下来就是具体操作步骤了,首先,我们在Property模块中,单击Create Material创建材料,这里的密度(Density)设定为1000,状态方程(Eos)如下图所示,粘度系数设置为0.01。
材料参数设定
(2) 创建截面
接下来,我们需要在Property模块中,单击Create Section创建截面,类型选择为Solid-Eulerial,在Edit Section对话框中再选择材料类型,如下图所示即可:
截面创建
(3) 指派截面
完成以上两个步骤后,接下来就可以在Property模块中,单击Assign Section完成截面指派了。
2. 求 解
(1) 求解器的设定
在第二个步骤中,需要注意的是,求解器的设定,首先我们在Step模块中通过Create Step创建动力显式分析步,求解时间需要设定为0.3s,其余参数保持默认即可。
(2)连接关系的构建
这个步骤保持默认即可,无需额外设置。
3. 边界条件的设定
(1) 位移边界条件
位移边界的条件,需要我们在Load模块中,通过Create Boundary Condition创建Symmetry/Antisymmetry/Encastre进行约束,选则模型四周节点施加法向进行约束;然后再次创建Symmetry/Antisymmetry/Encastre,选择水池底面施加完全固定约束即可。
(2) 载荷边界条件
通过Create Load,类型为Gravity,施加重力载荷,就完成了载荷边界的条件设定。
(3) 预定义边界条件
单击Create Predefined Field创建预定义场,类型选择为Material assignment,按下图所示进行设定即可:
材料指派
这时候,我们需要再次单击Create Predefined Field来创建预定义场,类型选择为Velocity,选中水滴节点,施加向下4m/s的初始速度即可。
然后,关键的一步,是要切换到Job模块,再创建作业并提交求解就可以了。
后处理
1. 结果动画
结果动画
这时候,我们需要通过控制网格尺寸,将滴落动画的结果展示出来,如下图所示:
动画效果
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