案例-基于LS-DYNA ICFD的流体内跌落冲击问题研究

LS-DYNA | ICFD求解器

• Incompressible CFD Solver 

‐ 基于有限元方法的不可压缩流体求解器

• 功能 

‐ 不可压缩流求解 

‐ 自由液面流求解 

‐ 共轭传热求解

• 特点

‐ 流体网格自动划分

‐ 支持稳态/瞬态求解

‐ 多种常用湍流模型（ RANS/LES ）

‐ 可与其它求解器耦合（结构、热、DEM）

• 要求

‐ 需要使用双精度求解器（Double precision） 

‐ 支持SMP和MPP求解，推荐使用MPP

ICFD | FSI流固耦合

• *ICFD_CONTROL_FSI

‐ 单向耦合 

• 结构求解器传递位移给流体求解器 

• 流体求解器传递压力给结构求解器

‐ 双向耦合 

• Weak coupling和Strong coupling

ICFD | Benchmark案例

ICFD | 新功能

新增*ICFD_BOUNDARY_PERIODIC关键字，适用于旋转机械模拟 

- 网格滑移（Sliding mesh），可以避免网格畸形，减少网格重划分的时间，提高计算效率 

- 周期边界（Periodic boundary），减小计算域

• 增加新的多孔介质模型，模拟降落伞/口罩等织物多孔介绍材料 

• 参考*ICFD_MODEL_POROUS关键字

• 新的网格划分算法，提升网格自动划分的质量，鲁棒性和性能

• 新的动网格选项，可以在网格移动中保持网格的质量

• 提升了结构与自由液面之间耦合的鲁棒性

• 在油箱晃动或者溃坝仿真中，提高了自由液面模拟的精度，现在与试验更接近了

跌落demo | 模型介绍

• 模拟物体在流体中跌落 

‐ 重力加速度 9.81m/s^2 

‐ 离地高度1000mm 

‐流体域大小，500*500*1300mm

• 使用LS-PrePost将普通网格转换为ICFD表面网格

• ICFD控制卡片 

‐ *ICFD_CONTROL_TIME 

‐ *ICFD_CONTROL_OUTPUT 

• 求解控制卡片 

‐ *CONTROL_IMPLICT_AUTO 

‐ *CONTROL_IMPLICT_DYNAMICS 

‐ *CONTROL_IMPLICT_GENERAL 

‐ *CONTROL_IMPLICT_SOLUTION 

‐ *CONTROL_TERMINATION 

• 重力设置卡片 

‐ *LOAD_BODY_Z 

• 输出控制卡片 

‐ *DATABASE_BINARY_D3PLOT

• 结果对比

• 连续仿真

‐增加地面和物体与的接触定义

‐当物体接近地面时，切换求解方式

  流固耦合仿真 ->仅结构仿真

  隐式求解 ->显式求解

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