04.接触的搜索方式

    在接触算法中，为了判定一个从节点是否发生接触，首先应当对它周围的主段进行搜索，发现最近的主段进行接触判定。

LS-DYNA有三种接触搜索方式：

● 基于节点增量的搜索方式

● 基于段的bucket搜索方式

● 基于面段的搜索方式。

【1】基于节点增量的搜索方式

    增量搜索方式是最早采用的方法，对每一个从节点，搜索最近的主节点，找到最近的主点后，再搜索主节点周围最近的主段，检查若的渗透发生，施加接触力。

增量法搜索过程

所有的非自动接触方式都采用增量搜索方式。

优点：该方法简单高效；

缺点：要求主面的网格必须是连续的，对于不连续的的主面将会出现漏搜索。

    如下图，主面不连续导致段2和段3将不会被搜索，而可能实际情况就是段2或段3与从点发生接触。

主面不连续

    另外，对于网格差别较大和形状复杂的主面来说，增量搜索方式可能会产生错误的接触行为，如下图所示，搜索到的最近的主点并不包含最近的主段。

【2】基于段的bucket分类搜索方式

    基于段的bucket分类搜索方式是新的接触搜索方式，主要是为了解决增量搜索方式的缺陷。

原理：是对于每个从点，搜索最近的主段，首先把接触空间划分成很多小的bucket，对于每个从节点，按照它的空间位置指定于某个bucket中，然后在该范围内搜索最近的主段，运行一定的时间后（比如100个时间循环），根据该节点空间位置的变化再重新指定新的bucket。

一维bucket分类搜索：

    上图中的黑点代表接触段的质心点（通过该质心点定位主段），对于落入某bucket的从节点而言，搜素该bucket中的段，找到最近的主段，若没有找到，再搜索附近的bucket，直到找到最近的主段。这种方法由于不断更新bucket分类，所以要耗费更多的CPU时间。

二维bucket分类搜索：

    搜索原理同一维bucket分类搜索方式；

三维bucket分类搜索：

    搜索原理同一维bucket分类搜索方式；

增量法和Bucket：

    如下图所示，若应用基于节点的增量搜索方式，找到最近的主节点，与该节点相关联的主段是1，2，3，但都不包含该从点，所以接触搜索失效；但若用基于段的bucket 分类搜索方式，可以很方便的找到包含该从点的主段，建立接触关系。

【3】基于面段的搜索方式

    SOFT=2调用了基于面段的接触算法，这种算法起源于Belytschko提出的弹球接触（Pinball contact）。

    在这种算法下，程序会计算面段之间的接触问题，而不是传统的节点-面段接触问题。当两个四节点的面段相互接触时，程序向八个节点施加接触力以避免面段之间的穿透。这种计算方法可以实现更合理的接触力分布，而且对一些特别疑难的接触问题也很有效。

常用接触的搜索方式：