ABAQUS仿真软件经典案例——水滴入水分析

【水滴入水分析】是ABAQUS中欧拉体做的一个非常有意思的案例。

模型了解

在做这个案例之前，首先要清楚了解ABAQUS的有限元分析流程：

 

ABAQUS有限元分析流程

前处理

1. 模型构建

对于水滴、水池、空气域均属于欧拉体，在ABAQUS仿真软件中，欧拉体是一个单一的部件，因此在操作时需要对各区域做模型共节点的设定。我们知道ABAQUS自身网格划分能力相对较差，因此在做水滴之前，需要将网格采用Hypermesh进行划分，再将HM得到的网格导入到ABAQUS中，这样就能得到我们需要的网格了，准备工作就绪：

 

网格模型

由于HM导出的模型自带装配体网格以及部件模型，所以在前处理的过程中我们只需要再添加材料属性即可。

2. 材料参数的定义

（1）创建材料

接下来就是具体操作步骤了，首先，我们在Property模块中，单击Create Material创建材料，这里的密度（Density）设定为1000，状态方程（Eos）如下图所示，粘度系数设置为0.01。

 

材料参数设定

（2） 创建截面

接下来，我们需要在Property模块中，单击Create Section创建截面，类型选择为Solid-Eulerial，在Edit Section对话框中再选择材料类型，如下图所示即可：

 

截面创建

（3） 指派截面

完成以上两个步骤后，接下来就可以在Property模块中，单击Assign Section完成截面指派了。

2. 求 解

（1） 求解器的设定

在第二个步骤中，需要注意的是，求解器的设定，首先我们在Step模块中通过Create Step创建动力显式分析步，求解时间需要设定为0.3s，其余参数保持默认即可。

（2）连接关系的构建

这个步骤保持默认即可，无需额外设置。

3. 边界条件的设定

（1） 位移边界条件

位移边界的条件，需要我们在Load模块中，通过Create Boundary Condition创建Symmetry/Antisymmetry/Encastre进行约束，选则模型四周节点施加法向进行约束；然后再次创建Symmetry/Antisymmetry/Encastre，选择水池底面施加完全固定约束即可。

（2） 载荷边界条件

通过Create Load，类型为Gravity，施加重力载荷，就完成了载荷边界的条件设定。

（3） 预定义边界条件

单击Create Predefined Field创建预定义场，类型选择为Material assignment，按下图所示进行设定即可：

 

材料指派

这时候，我们需要再次单击Create Predefined Field来创建预定义场，类型选择为Velocity，选中水滴节点，施加向下4m/s的初始速度即可。

然后，关键的一步，是要切换到Job模块，再创建作业并提交求解就可以了。

后处理

1. 结果动画

 

结果动画

这时候，我们需要通过控制网格尺寸，将滴落动画的结果展示出来，如下图所示：

 

动画效果

作为abaqus软件代理商，众联亿诚将持续更新各种案例和教程，希望对您的学习和工作有帮助，如果您有任何需求，请及时联系我们。

审核编辑：符乾江