【LSDYNA操作小技巧八】利用LSDYNA完成SPH粒子建模的粒子显示问题

       在LSDYNA中可以完成对于SPH粒子的建模，通过前后处理器LSPP可以将SPH粒子显示成不同的几何形状和大小，通过不同的SPH粒子显示将所模拟的现实实际问题展现出来，既形象又便于读者理解。这是本帖发布的主要原由。

       在这之前，需要了解SPH的概念，SPH是通过一系列具有质量、速度、动能、密度的粒子质点，通过核函数近似来表达材料的物理特性，如应力应变关系等。基于此，可以看出SPH的数学本质是质点，其本身并无粒子体积这一概念，因此本帖中总是在阐述粒子的体积显示，并非单个粒子的体积，此点通过在LSDYNA软件中建立一简单的SPH立方体就可看出，如图1所示。

图1

        首先，说明SPH粒子在LSDYNA软件中调节形状及显示大小的步骤，本帖中以图2给出。值得注意的是，对于粒子边长的选择只能是≥4，也即SPH粒子显示只能是六面体及以上，对于四面体其实从数学上也是存在的，如图3所示，但是在LSDYNA中通过SPH Sphere divs命令并不能选择3（表示边长为3，即四面体），不知为何，或许有其他含义未考虑？

图2

图3

       其次，通过上述操作，在SPH Sphere divs命令框中手动输入4、5、6、7、8、24 就可以得到边长为 4、5、6、7、8、24 的多面体SPH如图4所示。其大小也可以通过SPH Radius Scale显示，本帖选择了一个合适的大小0.45。这里面，粒子半径大小也只是显示的半径大小，据我了解也并不代表其实际的粒子大小，其最终显示为球形通过上述操作也可以看出，当边长数足够大时其便近似为球形，这里面与数学上的积分逼近思想不谋而合。

图4

       最后，在LSDYNA中完成其他前后处理求解后就可以得到不同形状的SPH粒子显示啦。本帖中给出一个磨粒加工SPH材料的局部变形图以便于展示如图5所示。

图5

       以上，在前后处理中通过显示不同形状及大小的SPH粒子的分析可以形象清晰直观地展示出仿真结果，便于后续分析或仿真报告的撰写。