Стр. 1 Часть 17 – Модель взаимодействия ALE Coupling MSC.Dytran Seminar Notes Введение в использование метода Эйлера

Стр. 2 Часть 17 – Модель взаимодействия ALE Coupling MSC.Dytran Seminar Notes Введение в использование метода Эйлера СОДЕРЖАНИЕ Идея модели Arbitrary Lagrange Euler Motion Основы применения принципа ALE в MSC.Dytran Сущность подхода ALE Технология ALE в MSC.Dytran Взаимодействие конструкция – жидкость при использовании модели взаимодействия ALE Чем определяется перемещение внутренних ALE-узлов Преимущества модели взаимодействия ALE Интерфейс технологии ALE

Стр. 3 Часть 17 – Модель взаимодействия ALE Coupling MSC.Dytran Seminar Notes Введение в использование метода Эйлера ИДЕЯ МОДЕЛИ ARBITRARY LAGRANGE EULER MOTION Основная идея модели взаимодействия ALE: движущаяся эйлерова сетка Скорость перемещения узлов эйлеровой сетки определяется Граничными условиями Вынужденным перемещением Движением поверхностей взаимодействия (через алгоритм ALE) Взаимодействие жидкости (газа) с конструкцией осуществляется через интерфейс ALE

Стр. 4 Часть 17 – Модель взаимодействия ALE Coupling MSC.Dytran Seminar Notes Введение в использование метода Эйлера ОСНОВЫ ПРИМЕНЕНИЯ ПРИНЦИПА ALE В MSC.Dytran Обозначим: Скорость узлов – V g Скорость перемещения материала V m В лагранжевом решателе (подходе) V g = V m В эйлеровом решателе (подходе) V g = 0 В подходе ALE V g = любая предписанная

Стр. 5 Часть 17 – Модель взаимодействия ALE Coupling MSC.Dytran Seminar Notes Введение в использование метода Эйлера СУЩНОСТЬ ПОДХОДА ALE Допускается перемещение эйлеровой сетки: скорости узлов отличны от нуля Скорость перемещения узлов сетки и скорость перемещения материала не равны (но могут и совпадать) Даже если материал неподвижен в пространстве, а сетка движется, то материал перемещается между ячейками движущейся сетки Относительная скорость материала и сетки: vol = (U mat – U grid ) · t Вычислительный алгоритм в целом аналогичен стандартной эйлеровой технологии Движущаяся эйлерова сетка (ALE-движение) Скорость узлов Скорость материала

Стр. 6 Часть 17 – Модель взаимодействия ALE Coupling MSC.Dytran Seminar Notes Введение в использование метода Эйлера МЕХАНИЗМ ALE При использовании технологии ALE узлы эйлеровой сетки подвижны Узлы эйлеровой сетки, находящиеся на поверхности взаимодействия (с конструкцией), двигаются вместе с узлами конструкции Конструкция Поверхность взаимодействия Эйлеров материал V Зазор показан условно

Стр. 7 Часть 17 – Модель взаимодействия ALE Coupling MSC.Dytran Seminar Notes Введение в использование метода Эйлера ЧЕМ ОПРЕДЕЛЯЕТСЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЕ ВНУТРЕННИХ ALE-УЗЛОВ Перемещение узлов эйлеровой сетки, специфицированных как ALE-узлы, определяется перемещением перемещениями соседних эйлеровых узлов и перемещениями узлов конструкции, контактирующих с узлами эйлеровой сетки. Движение конструкции как бы распространяется по эйлеровой сетке Алгоритм ALE работает так, чтобы минимизировать искажение эйлеровой сетки Предоставляется возможность выбора из нескольких алгоритмов, определяющих перемещение узлов эйлеровой ALE сетки Оператором ALEGRID задаются параметры перемещения внутренних ALE-узлов Пример: ALEGRID, 28,,, SPECIAL,,,,, + +, Алгоритм, определяющий перемещение ALE-узлов

Стр. 8 Часть 17 – Модель взаимодействия ALE Coupling MSC.Dytran Seminar Notes Введение в использование метода Эйлера ПРЕИМУЩЕСТВА МОДЕЛИ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ALE Эйлерова сетка может быть весьма мала, так как она движется вместе с конструкцией В отличие от модели взаимодействия General Coupling при использовании технологии ALE MSC.Dytran не выполняет на каждом шаге интегрирования вычисление зоны пространства, в которой пересекаются лагранжева и эйлерова сетки На каждом шаге решения необходимо только определение конечных объёмов, в которых присутствует жидкость, и определение поверхности фактического контакта конструкции и жидкости Благодаря этому технология ALE: Экономичная в вычислительном плане Точная

Стр. 9 Часть 17 – Модель взаимодействия ALE Coupling MSC.Dytran Seminar Notes Введение в использование метода Эйлера ИНТЕРФЕЙС ТЕХНОЛОГИИ ALE Узлы на поверхности соприкосновения лагранжевой и эйлеровой сеток должны иметь одинаковые координаты, но не могут быть общими для разных частей модели На гранях лагранжевой сетки должна быть создана поверхность – лагранжева часть интерфейса ALE На гранях эйлеровой сетки должна быть создана поверхность – эйлерова часть интерфейса ALE С помощью оператора ALE между двумя указанными поверхностями устанавливается связь AID – номер интерфейса SIDLG – номер поверхности – лагранжевой части интерфейса ALE SIDEU – номер поверхности – эйлеровой части интерфейса ALE

Стр. 10 Часть 17 – Модель взаимодействия ALE Coupling MSC.Dytran Seminar Notes Введение в использование метода Эйлера ПРИМЕР Птица цилиндрической формы, имеющая скорость 290 м/с, ударяется о тонкую защемлённую пластину под углом 45° Защемлённое ребро пластины

Стр. 11 Часть 17 – Модель взаимодействия ALE Coupling MSC.Dytran Seminar Notes Введение в использование метода Эйлера ПРИМЕР Форма деформации конструкции в момент времени, соответствующий 254-му шагу интегрирования