【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4.png

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3.png

图2

图2.png

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1.png

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.png

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。

光滑粒子流体动力学(SPH)lsdyna粒子建模其它前后处理

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