LSDYNA: s-ale结构化网格爆炸冲击
1，项目描述
本文通过某水下爆炸案例来介绍S-ALE算法的使用方法。
S-ALE（structured ALE结构化ALE）算法的优点如下：
1）网格生成更简单，可以内部自动生成ALE结构化正交网格，无需前处理进行建模及网格划分，只需要k文件添加相应的关键字即可；
2）需要更少内存；
3）计算时间比传统ALE减少1/3；
4）并行效率更高，SMP、MPP、MPP混合并行等；
5）非常稳健。
2，几何模型
首先利用workbench的dm模块建立几何模型，几何模型仅仅为固体模型钢板，如下图所示：
炸药和空气，均在k文件中添加。
3，材料
靶板采用弹塑性本构。
具体的材料本构参数如下：
*MAT_PLASTIC_KINEMATIC
1 7.80 2.00 0.300000 0.355E-02 0.400E-02 0.100
0.00 0.00 0.350
4，单元及有限元网格
采用lagrange算法，在workbench下划分钢板的网格，网格尺寸为1cm。采用六面体网格。网格如下图所示：
5，单位制选择cm-g-us，并输出k文件
6，流固耦合定义
$流固耦合
*set_part_list
2
9
$9为流体SALE part号
*set_part_list
1
1
$1为结构钢壳part号
*CONSTRAINED_LAGRANGE_IN_SOLID
1 2 0 0 2 4 1 0
$
7，水、空气及炸药的单元、材料、part定义
通过关键字定义空气单元、材料、part等。
$流体Part材料及起爆
*ALE_MULTI-MATERIAL_GROUP
$10水11炸药12空气
10,1
11,1
12,1
*section_solid
10,11
*hourglass
10,1,1e-6
$水good
*MAT_NULL
10,1000,0,0,0,0,0,0
*EOS_GRUNEISEN
$水的状态方程的0.15在cmgus单位制下为1500m/s，所以，如果用标准单位制的话，0.15改为1500.。
10,1650,1.75,0,0,0.28
1
$$炸药TNT
*MAT_HIGH_EXPLOSIVE_BURN
11,1630,6930,2.1e10
*EOS_JWL
11,3.712e11,3.23e9,4.15,0.95,0.3,7e9,1
$
$空气
*MAT_NULL
12,1.29
*EOS_LINEAR_POLYNOMIAL
12,0,0,0,0,0.4,0.4,0
0.25e+6,1.0
*part
10,10,10,10,10
*part
11,10,11,11,10
*part
12,10,12,12,10
*INITIAL_DETONATION
9,0,0,0
8，通过几何填充定义炸药
*initial_volume_fraction_geometry
$SID【sale的网格part号9】,IDTYP【1代表part】,BAMMG【10,11,12的多物质组号】
9,1,1
$# cnttyp（6球形）， fillopt（0=几何体内，1=外）， fammg=2为炸药材料
6,0,2
$# xc yc zc（炸药球心坐标） radius（球半径） unused unused unused
0,0,0,1
$# cnttyp（3为定义一个plane面，通过一个点和一个矢量）， fillopt（0=几何体内，1=外）， fammg=3为空气材料
3,0,3
$# x0Y0Z0坐标，xyz的cos值
0,6,0,0,1,0
9，结构化S-ALE的空气及炸药定义
通过如下关键字定义S-ALE结构化网格的区域及网格尺寸等。如下关键字可以通用于其他各类sale分析中。
*Node
$结构节点
199997,0,0,0
199998,0,0,0
199999,0.1,0,0
200000,0,0.1,0
$
$
*DEFINE_COORDINATE_NODES
$Cid，nid1，nid2，nid3
890,199998,199999,200000
$
$
$S-ALE范围大小尺寸
*ALE_STRUCTURED_MESH_CONTROL_POINTS
$cpid,0,0,sfo,
3001,0,1,1,0,0,0
$N,X,RATIO
1,-12
$N,X,RATIO
25,12
$
$
*ALE_STRUCTURED_MESH_CONTROL_POINTS
$cpid,,,sfo,
3002,0,1,1,0,0,0
$N,X/y,RATIO
1,-5
$N,X/y,RATIO
16,10
$
$
*ALE_STRUCTURED_MESH_CONTROL_POINTS
$cpid,0,0,sfo,
3003,0,1,1,0,0,0
$N,X/z,RATIO
1,0
$N,X/z,RATIO
3,2
$
$
$S-ale求解器及网格细化控制
*ALE_STRUCTURED_MESH
1,9,200001,200002,0,0
3001,3002,3003,199997,890
$
$
$
*ALE_STRUCTURED_MESH_REFINE
$MSHID,REFXREFY,REFZ
1,1,1,1
8，计算条件
采用1us计算时长。
*CONTROL_TERMINATION
$ endtim endcyc dtmin endeng endmas unused
1 10000000 0.001 0 100000
9，求解
求解过程如下，6核cpu计算时间需要不到1min（仅仅10s左右），可见S-ALE求解效率非常的高。
10，结果分析
通过计算，炸药起爆，冲击靶板，靶板变形应力等效果如下图所示。
