本文將主要介紹LS-DYNA R14.0即2023R1部分新功能。主要涵蓋可壓縮CFD及雙CESE,電池Plus,降階模型(ROM):狀態(tài)空間方程,剛體等領(lǐng)域的新功能更新介紹。
對于目前Intel MPI, platform MPI和 Open MPI,詳細介紹了LS-DYNA OneMPI的策略,CPM安全氣囊仿真的新功能,與熱求解器耦合,引入節(jié)點接觸力去評估對氣囊泄氣性的影響。對于SPH齒輪箱和涉水仿真方面,實現(xiàn)了大量新功能。針對EM solver電磁求解器,拓展了與結(jié)構(gòu)耦合的功能,在生物醫(yī)學領(lǐng)域有著廣泛的應用。ICFD求解器新增了Block Low-Rank分解求解器,與DEM耦合的新功能,尤其針對實體單元。CESE增加針對混合多相求解器和兩相求解器的多相FSI功能。NVH方面添加了很多新的聲學功能,例如新的關(guān)鍵字*FREQUENCY_DOMAIN_ACOUSTIC_DIRECTIVITY,還有隨機振動SSD ERP和d3max等等。Ansys Forming出色的仿真功能,較以往工具有了很大的提升。
雙CESE求解器更新,新增針對混合多相求解器和兩相求解器的多相FSI功能。雙CESE求解器實際上是多材料求解器,能夠處理界面的三種不同材料。此外還有具備FSI功能的空化求解器,以及軸對稱求解器。
● 增加了多相流FSI功能
? ? a) 可用于混合多相求解器,及兩相多相求解器
●?具有FSI功能的空化流動求解器
? ? a)?使用Schmidt的均勻平衡模型(HEM)模擬空化
●?具有FSI功能的二維軸對稱求解器
? ? a)?增加了每種類型的雙CESE求解器
●?改進的Keyword,更好的組織
? ? a)?這種更新的方式來指定雙CESE問題將有助于培訓新用戶
●?'binout'格式的時間歷史輸出
? ? a)?LS-PrePost中暫不支持,但用戶可以使用LSDA工具訪問用新的*DUALCESE_DATABASE_HISTORY_創(chuàng)建的' binout '文件中的二進制數(shù)據(jù)等…卡片
? ? b)?允許在節(jié)點,單元和段集的子集上獲得數(shù)據(jù)
混合多相流求解器中增加了FSI功能,特點有:
●?該混合模型可處理3種物質(zhì),包括兩種混合反應物(反應物和生成物)
●?假設(shè)是一步化學反應
一般的Mie-Grunisen型EOS可用于各種材料
主要應用于:
●?凝聚相炸藥燃燒與爆轟過渡的模擬
●?約束裝藥中爆轟的傳播(速率粘性問題)
●?利用微氣球坍縮的方法模擬商業(yè)炸藥的敏化作用
●?液體炸藥中激波引起的空腔塌陷
圖中展示了爆炸管示例。混合模型可以處理三種不同的材料,并追蹤這三種不同材料的界面以及反應產(chǎn)物,使用假定的一步化學反應,也能夠借助Mie-Grunisen類型EOS執(zhí)行此類分析。
FSI功能已添加到兩相多相流求解器中:
●?該兩相模型是混合多相模型的簡化模型
●?這種模型可以處理兩種不混相流動的材料
●?當添加額外的結(jié)構(gòu)部件時,可以使用FSI求解器
將空化流及其FSI求解程序引入到雙CESE求解器中:
●?空化模型:施密特齊次均衡模型
●?應用領(lǐng)域:適合在一個小的幾何形狀高速流動,如柴油噴射系統(tǒng)
●?更新了3種不同的電化學LIB模型
? ◆6方程模型(紐曼模型)
??◆10方程模型(熱)
??◆14方程模型(多物理場)
●?新的建模功能
??◆新的電池老化模型
??◆SEI形成和分解的熱機制
??◆電池膨脹模型
??◆基于乙烯氧化和鋰液化反應機理的氣體生成模型
●?熱-力模型耦合
??◆可與每個新的/更新的電池電化學模型,以支持電池濫用模擬
●?用戶需求的新特性
??◆根據(jù)最小點火能量標準安裝的關(guān)機鍵
●?'binout'格式的時間歷史輸出
??◆雖然在LSPP中還不支持,但用戶可以使用LSDA工具訪問由新*BATTERY_DATABASE_HISTORY_…創(chuàng)建的' binout '文件中的二進制數(shù)據(jù)…卡片
??◆允許在電池網(wǎng)格節(jié)點的子集上獲得數(shù)據(jù)
電池的電化學模型,特點:
●?更新了三種不同的電化學LIB模型:Newman(6方程),Thermal(10方程)和Multiphysics(14方程)模型
●?更新修改的B-V動力學
●?老化模型
●?SEI的形成與分解熱機理
●?電池膨脹模型
●?基于乙烯氧化和鋰液化反應機理的天然氣生成模型
主要應用于:
●?電化學鋰電池性能測試:陽極,分離器和陰極
●?電池過充測試
●?電池制造商的新LIB電池設(shè)計
電化學電池-熱-結(jié)構(gòu)耦合模型,特點:
●?Newman(6方程)-熱-結(jié)構(gòu)模型
●?熱(10個方程)-熱-結(jié)構(gòu)模型
●?多物理場(14個方程)-熱-結(jié)構(gòu)模型
●?按最小點火能量標準安裝關(guān)機鍵
●?實現(xiàn)SMP和MPP功能
主要應用于:
●?電池外力濫用試驗
●?電池的電化學模型可以通過熱和機械耦合的情況下進行測試
●?*CONTROLLER_PLANT提供了兩種方法來推導用于控制器plant設(shè)計的ROM:模式截斷法和Krylov法
●?模式截斷法可以應用在SMP和MPP。然而,Krylov有時更受歡迎,因為它輸入簡單,有時能提供更好的解決方案
●?Krylov方法的先前實現(xiàn)難以處理大型模型。改進后的實現(xiàn)(目前僅支持SMP)使Krylov的方法能夠用于數(shù)百萬dof的模型
*CONTROL_RIGID關(guān)鍵字新增選項RCVLR2D,以恢復contrained rigid bodies的lead rigid body,它的變化與*DEFORMABLE_TO_RIGID_AUTOMATIC有關(guān)。
其他功能更新,如剛?cè)徂D(zhuǎn)換。有些仿真中可能存在很長的碰撞前分析,因此對于翻滾測試或自動駕駛等車輛被動安全分析時,通常存在安全氣囊接觸和內(nèi)部強制運動問題,這些都耗費相當?shù)腃PU算力。新的選項為您提供了根據(jù)用戶定義時間關(guān)閉各類選項并實現(xiàn)剛體運動的功能。視頻案例演示車輛從懸崖墜落,此期間車輛成為一個完整剛體,車輛撞擊地面之前只存在剛體運動,而在撞擊前切換為可變形體,這將大大縮短CPU的計算時間。
*CONSTRAINED_NODAL_RIGID_BODY_OVERRIDE (or MASTER)關(guān)鍵字更新:
●?一些碰撞場景涉及長時間的碰撞前模擬,在此過程中,整個車輛作為剛體移動,例如動態(tài)側(cè)翻測試和自動駕駛
●?大多數(shù)情況下,這類應用的模型是從帶安全氣囊、接觸、規(guī)定運動(ACP:氣囊、接觸、強制運動)的碰撞模型更改而來,當整車模型轉(zhuǎn)為剛體階段,也可以關(guān)閉這些ACP以加速模擬
*CONSTRAINED_NODAL_RIGID_BODY_OVERRIDE (or MASTER)關(guān)鍵字更新
●?一個碰撞安全的整車模型可以有很多個安全氣囊,接觸和強制或規(guī)定運動(ACP)卡片,手動設(shè)置傳感器卡來控制它們非常具有挑戰(zhàn)性
●?新增一個自動關(guān)閉/打開覆蓋(overriding-rigid-body)剛體相關(guān)ACP的可選卡
? ?◆ ICTC:LS-DYNA將檢查所有接觸卡片,如果涉及的部件是覆蓋剛體的一部分,并且沒有為接觸定義*SENSOR_CONTROL,當覆蓋剛體激活時,接觸將自動關(guān)閉;并在覆蓋剛體處于非活動狀態(tài)時重新打開
? ?◆?IBAG:LS-DYNA將檢查所有CV氣囊卡片,如果涉及的部件是覆蓋剛體的一部分,并且沒有為CV氣囊定義*SENSOR_CONTROL,當覆蓋剛體激活時,CV氣囊將自動關(guān)閉;當覆蓋剛體處于非活動狀態(tài)并自動偏移所有與時間相關(guān)的曲線時,將重新打開
? ?◆?IPSM:LS-DYNA將檢查所有規(guī)定的運動卡片,如果涉及的零件是覆蓋剛體的一部分,則在覆蓋剛體活動時,規(guī)定的運動將自動關(guān)閉;并在覆蓋剛體處于非活動狀態(tài)時重新打開。設(shè)置IPSM=2將使指定運動的時程曲線偏移
OVERRIDE_CNRB和DEF2RIG_AUTOMATIC如何協(xié)同工作
●?在禁用覆蓋CNRB后,自動DEF2RIG可以應用于屬于覆蓋CNRB的部分
●?自動DEF2RIG也可以應用于主動覆蓋CNRB的一部分。DEF2RIG中涉及的部分將與覆蓋CNRB分離