ABAQUS自适应网格技术详解：ALE网格自适应方法

ABAQUS自适应网格技术 ABAQUS自适应网格技术是Finite Element Analysis (FEA)中的一种重要技术，它可以实现在模拟分析中网格的自适应生成和更新，从而提高计算精度和效率。本文将详细介绍ABAQUS自适应网格技术的基本原理、实现方法和应用场景。 一、基本原理 ABAQUS自适应网格技术基于ALE（Arbitrary Lagrangian-Eulerian）方法，该方法可以实现在模拟分析中网格的自适应生成和更新。ALE方法的基本思想是将物体的运动分为两个部分：Lagrangian描述和Eulerian描述。Lagrangian描述是指物体的运动是相对于物体本身的参考系，而Eulerian描述是指物体的运动是相对于一个固定的参考系。ALE方法将这两个描述结合起来，实现了网格的自适应生成和更新。 二、实现方法 ABAQUS自适应网格技术的实现方法可以分为两步：生成新的网格和环境变量的转换。生成新的网格是指利用各种算法和控制策略生成一个良好的网格，主要包括划分的频率和算法。环境变量的转换是指将旧网格中的变量信息利用remapping技术转换到新网格中，也有不同的算法，其中包括静变量（应力场、应变场等）的转换与动变量（速度场、加速度场等）的转换。 在ABAQUS中，自适应网格技术可以通过ALE Adaptive Mesh Domain和ALE Adaptive Mesh Controls两个选项来控制。ALE Adaptive Mesh Domain是指对网格划分区域的控制，而ALE Adaptive Mesh Controls是指算法的控制。 ALE Adaptive Mesh Domain包括几何区域选择、Frequency控制和Remeshingsweepsperincrement三个选项。几何区域选择是指选择要应用ALE技术的区域，Frequency控制是指对整个step time中网格remesh的次数进行控制，Remeshingsweepsperincrement是指一个频率下的迭代次数。 三、应用场景 ABAQUS自适应网格技术广泛应用于各个领域，包括结构分析、fluid dynamics、heat transfer、mass transport等。该技术可以提高计算精度和效率，特别是在模拟复杂的物理现象时。 在结构分析中，ABAQUS自适应网格技术可以用于模拟材料的非线性行为、裂缝增长、接触问题等。在fluid dynamics中，ABAQUS自适应网格技术可以用于模拟流体的非稳定流动、湍流、波浪等。在heat transfer和mass transport中，ABAQUS自适应网格技术可以用于模拟热传递和质量传递过程。 四、结论 ABAQUS自适应网格技术是Finite Element Analysis (FEA)中的一种重要技术，它可以实现在模拟分析中网格的自适应生成和更新，从而提高计算精度和效率。该技术广泛应用于各个领域，包括结构分析、fluid dynamics、heat transfer、mass transport等。