اهداف آموزش: پس از مطالعه این آموزش با المانهای ALE آباکوس آشنا خواهید شد و در قالب معرفی یک مسئله صنعتی، نحوه بکارگیری تکنیک مش سازگار یا تطبیقی در نرمافزار آباکوس را فرا خواهید گرفت. همچنین در بخش پایانی، تفاوت المانهای اویلری، لاگرانژی و ALE در آباکوس را برای شما معرفی خواهیم کرد.
در سلسله مباحث آموزش آباکوس، در خصوص دیدگاههای اویلری و لاگرانژی در حل مسائل صحبت کردیم (اینجا: آنالیز لاگرانژی – آنالیز اویلری) و به تفصیل نقاط ضعف و قوت آنرا برشمردیم. اگر مطالب پیشین را دنبال کرده باشید بخاطر میآورید که در زمینه محدودیتهای دیدگاه لاگرانژی به عدم توانایی در مدلسازی مناسب تغییر شکلهای بزرگ اشاره و استفاده از تکنیک (ALE (Arbitrary Lagrangian-Eulerian یا المانهای اویلری – لاگرانژی را بهعنوان یک راه حل مناسب معرفی کردیم. در این پست قصد داریم تا شما را با تکنیک ALE Adaptive Mesh در آباکوس (تکنیک مش سازگار یا تطبیقی در آباکوس) آشنا کنیم. پیشنهاد میکنیم در ادامه با ما همراه باشید.
بهروزرسانی: این آموزش در تاریخ 11 آبان 95 بهروز شد.
تکنیک ALE Adaptive Mesh چیست و چه کاربردی دارد؟
تکنیک ALE Adaptive Mesh در آباکوس از طریق اجازه حرکت مستقل مش از ماده، شما را قادر میسازد حتی در تغییر شکلهای بزرگ یا از بین رفتن بخشی از ماده نیز از مش با کیفیت بالا استفاده کنید. در این روش، تنها گرهها حرکت کرده و توپولوژی مش بدون تغییر باقی میماند. لازم به ذکر است که استفاده از این روش تنها در حل مسائل کوپل دما- حرارت، دینامیک، Explicit، دما – جابجایی و خاک میسر بوده و Step حل نیز باید Static, General تعریف شود. فرض کنید قصد داریم یک مسئله فورجینگ را با ابعاد و هندسه مطابق شکل زیر مدلسازی کنیم (مسئله کاربردی برای مطالعه: مدلسازی فرآیند فورج در آباکوس).
مسائل حوزه شکلدهی، از بارزترین نمونههای تغییر شکل بزرگ محسوب میشوند و فرآیند فورجینگ نیز در این دسته قرار میگیرد. چنانچه مسئله را به روش عادی و بدون تکنیک ALE حل کنید (روش لاگرانژی) در اثر این دامنه گسترده تغییر شکل، با تصویر زیر مواجه میشوید.
فعال کردن ALE Adaptive Mesh در آباکوس
همانطور که مشاهده میکنید برخی المانها بدلیل تغییر شکل زیاد، از محدوده پانچ نیز فراتر رفتهاند. حتما شما هم تأیید میکنید که این تحلیل از دقت کافی برخوردار نیست و عبور ماده از یک جسم تقریبا صلب محال است. برای رفع این مشکل دست به دامان روش ALE میشویم. کافیست در ماژول Step و از منوی اصلی، مسیر Other → ALE Adaptive Mesh Domain را انتخاب و ناحیه مورد نظر را برای استفاده از مشهای لاگرانژی – اویلری تعیین کنید.
با حل مجدد مسئله، مشاهده خواهید کرد که مشکل موجود در حل قبلی مرتفع گشته و المانها از نظم بسیار بهتری برخوردار هستند.
میتوانید از همان مسیر Other در منوی اصلی ماژول Step به تعیین کنترلرها و قیود مشزنی ALE بپردازید. مثلا در بخش قیود، میتوانید دامنه حرکت را در بخش تعیین شده برای المانهای ALE به یک اندازه خاص محدود کنید. ایجاد تغییر در این بخشها مستلزم تسلط بر مفاهیم مربوطه است، از اینرو توصیه میکنیم اگر در این خصوص اطلاعاتی ندارید، از راهنمای نرمافزار آباکوس کمک بگیرید و در غیر اینصورت از پیشفرضهای نرمافزار استفاده کنید. مقادیر پیشفرض در تحلیلهای متداول کارآمد است و اگر مسئله شما پیچیدگی خاصی ندارد، نیازی به ایجاد تغییر نیست.
تفاوت بین روش لاگرانژی و اویلری و ALE
اما در ادامه بحث، تصمیم گرفتیم تا تفاوت هر سه روش اویلری، لاگرانژی و ALE را به شما عزیزان شرح دهیم. به تصویر زیر با دقت نگاه کنید:
در روش تحلیل لاگرانژی گرههای تعریف شده روی جسم به شکل کاملاً دقیق با نقاط ماده حرکت میکند؛ از اینرو دنبال کردن سطوح آزاد و اعمال شرایط مرزی در آن ساده است و پیچیدگی خاصی ندارد. نقطه ضعف این دسته از المانها، اعوجاج زیاد در اثر گرادیان کرنش بالا است. در تحلیل اویلری و استفاده از المانهای اویلری، گرههای تعریف شده توسط کاربر ثابت باقی میماند و این ماده است که درون شبکه اجزا محدود یا مش ایجاد شده حرکت میکند؛ در نتیجه دیگر نگرانی از بابت اعوجاج المانها وجود نخواهد داشت.
در نقطه مقابل، دنبال کردن سطوح آزاد مشکلتر از حالت لاگرانژی بوده و در بکارگیری این دسته از المانها محدودیتهایی وجود دارد. اما شاید بتوان ALE را ترکیبی از هر دو روش فوق دانست؛ در مواقع ضروری حرکت مش یا شبکه اجزای محدود به حرکت ماده محدود شده است و در سایر موارد حرکت ماده و شبکه اجزای محدود از یکدیگر مستقل است. در نتیجه، استفاده از تکنیک ALE در تحلیل، باعث بهبود کیفیت شبکه و افزایش دقت حل میگردد.
کامران
سلام
ببخشید وقتی از روش ALE استفاده میکنم با این خطا روبرو میشم البته المان ها چهار گره ای است
Adaptive meshing is not supported for fully integrated elements.
یونس سروری(مدیر CAE)
سلام
متن خطا واضحه؛ نمیتونید از ALE برای المانهای full integration استفاده کنید
المان را Reduced Integration کنید
مصطفی
با سلام و تشکر از آموزش های شما
هیچ راهی برای استفاده از چند هسته محاسباتی (parallelization) و ALE adaptive meshing به صورت همزمان وجود ندراه؟ با فرض این کل ناحیه تحت تغییر شکل برای ALE Adaptive Mesh Domain تعریف شده باشد.
یونس سروری(مدیر CAE)
سلام
خیر
hossein
سلام.
من از هر نوع مشی استفاده میکنم از این ارور رو میبینم:
ADAPTIVE MESHING IS NOT SUPPORTED FOR ANY ELEMENTS IN THIS DOMAIN. DOMAIN NAME: ASSEMBLY__PICKEDSET52
بالا گفته بودید از نوع مش هست اما با تغییر اون هم جواب نگرفتم
راهنمایی کنیم ممنوم میشم
یونس سروری(مدیر CAE)
سلام
پیشنهاد میکنم گزینه حذف المان را فعال کنید، آموزش استفاده از این تکنیک در سایت قرار داره
اما این خطا میتونه دلایل دیگری هم داشته باشه؛ ممکنه سایز مش شما درشت باشه، خواص متریال شما به درستی تعریف نشده باشه یا اینکه در تعریف interaction تداخلی پیش اومده باشه
همه موارد را با دقت بررسی کنید
hossein
گزینه ی حذف المان از کجا باید فعال کرد؟
یونس سروری(مدیر CAE)
دوست عزیز سرچ کنید “تکنیک حذف المان در آباکوس”
آموزشش در سایت موجوده