اگر مجموعه مطالب آموزشی نرم‌افزار آباکوس را دنبال کرده باشید با روش حل اویلری و آنالیز لاگرانژی، کاربردها و محدودیت‌های هر یک آشنا شده‌اید. در این میان طیفی از مسائل وجود دارد که محدود به یک روش حل نبوده و هر دو شیوه در کنار یکدیگر می‌تواند منجر به حل مسئله و رسیدن به پاسخ‌های دقیق شود. قابلیت آنالیز کوپل اویلری – لاگرانژی (Coupled Eulerian Lagrangian یا به اختصار CEL) در آباکوس، ابزاری کارآمد در حل این دسته از مسائل به شمار می‌رود. قصد داریم تا با یک مثال پرکاربرد و زیبا شما همراهان گرامی را با تحلیل CEL در آباکوس آشنا کنیم. با ما در آموزش آباکوس همراه باشید.
صورت مسئله آنالیز کوپل اویلری – لاگرانژی (CEL) در آباکوس
در مجموعه مثال‌های کاربردی نرم‌افزار آباکوس، با مد‌سازی انواع شیوه‌های شکل‌دهی آشنا شده‌اید (شبیه‌سازی نورد در آباکوس، تحلیل فرآیند فورج در Abaqus، آنالیز کشش عمیق در آباکوس). در این بین، مباحث طراحی قالب و شکل‌دهی در این حوزه را باید جزو محبوب‌ترین مسائل صنعتی به شمار آورد. از این‌رو تصمیم گرفتیم تا در این مثال، شما را با تحلیل کوپل اویلری- لاگرانژی در فرآیند شکل‌دهی یک بطری پلیمری از طریق قالب توسط نرم‌افزار Abaqus آشنا کنیم. با توجه به پیچیدگی هندسه و جلوگیری از اتلاف وقت در روند مدلسازی، فایل Sat این مثال در اختیار شما عزیزان قرار می‌گیرد. خواهشمندیم روند حل مسئله را با دانلود این فایل آغاز نمایید.
- ◄ حوزه کاربرد: مهندسی مکانیک
- ◄ اطلاعات بیشتر: Simuleon.com ، www.3ds.com
- ◄ تذکر: دانلود فایل Sat پروژه تحلیل کوپل اویلری – لاگرانژی (CEL) در آباکوس (فایل مدل هندسی) از لینک زیر:
حل مسئله تحلیل کوپل اویلری – لاگرانژی (CEL) در ABAQUS
فایل Sat حاوی مدل هندسی قطعات مورد نظر را دانلود کرده و در محیط آباکوس از مسیر File → Import → Part به فراخوانی آن بپردازید.
بخش‌های با رنگ سبز، آبی، سفید و قرمز در تصویر فوق به ترتیب بیانگر ناحیه اویلری، قالب داخلی و خارجی و پلیمر موردنظر جهت شکل‌دهی در ابتدای مسئله است. در نمودار درختی بر روی Eulerian کلیک راست کرده و پس از انتخاب گزینه Edit، عنوان Eulerian را بعنوان نوع قطعه برگزینید.
فرآیند مدلسازی CEL را با تعریف دو ماده متفاوت (فولاد جهت ماده قالب و پلیمر جهت بدنه بطری) در ماژول Property ادامه دهید. از آنجایی که قالب شکل‌دهی صلب در نظر گرفته می‌شود، خواص مکانیکی مدول یانگ و نسبت پواسون مورداستفاده در فولاد، کوچکترین تأثیری بر حل واقعی مسئله نخواهد داشت اما با توجه به ماهیت Explicit حل مسئله چگالی اختصاص‌یافته در این بخش مستقیما بر روی هزینه محاسباتی تأثیرگذار است. با توجه به ابعاد مورداستفاده در مدل هندسی (سیستم Imperial) مدول یانگ بر حسب واحد lbf/in2 و چگالی بر حسب lbf*(s2)/in4 لحاظ خواهد شد.
| ماده | مدول یانگ lbf/in2 | نسبت پواسون | چگالی lbf*(s2)/in4 |
|---|---|---|---|
| پلیمر | 30.5 | 0.35 | 0.0001345 |
| فولاد | 30450000 | 0.35 | 0.00072 |
در ادامه، سطح مقطعی از نوع Solid, Homogeneous با نام Steel و با استفاده از فولاد تعریف شده در بخش قبل ایجاد نمایید و آنرا به قالب‌های داخلی و خارجی اختصاص دهید. روند فوق را با ایجاد سطح مقطعی از نوع Eulerian با پلیمر برای قطعه اویلری تکرار نمایید. توجه داشته باشید که قطعه Initial نیاز به اختصاص سطح مقطع ندارد و نقش آن تنها در تعریف شرایط اولیه مدلسازی خواهد بود.
با انجام گام‌های فوق، به محیط Assembly وارد شده و به کمک تصویر زیر به مونتاژ قطعات در موقعیت مناسب اقدام کنید. چنانچه از فایل Sat مسئله استفاده کرده‌اید، نیازی به ایجاد تغییرات در مکان هندسی قطعات وجود ندارد.
در قدم بعد، به ماژول Step وارد شده و حلگری از نوع Dynamic Explicit با بازه زمانی 2 ثانیه ایجاد نمایید. با توجه به وجود تغییر شکل‌های بزرگ در پروسه شکل‌دهی بطری، از فعال بودن گزینه Nlgeom اطمینان حاصل نمایید. همچنین در قسمت Field Output عدد ورودی در بخش Interval را 50 وارد کرده و پارامتر EVF که بیانگر درصد حجمی اویلری است را بعنوان یک پارامتر خروجی فعال نمایید.
سپس به محیط Mesh رفته و به کمک المان‌های Hexahedral با بزرگی 0.075 و تکنیک Sweep (تکنیک‌های مش‌زنی در Abaqus) به ایجاد شبکه اجزای محدود بر روی هر دو قالب داخلی و خارجی بپردازید. این روند را با المان‌های مشابه و با اندازه 0.03 برای قطعه اویلری نیز تکرار نمایید.
حال، به ماژول Interaction وارد شده و رفتار تماسی از نوع General Contact را برای تحلیل انتخاب کنید (تعریف تماس بین اجسام در آباکوس توسط General Contact). در خصوص خواص موردنظر در این رفتار تماسی نیز می‌توانید از تصویر زیر کمک بگیرید.
سپس به کمک مسیر Tool → Reference Point از منوی اصلی نسبت به ایجاد نقاط مرجع برای قطعات صلب اقدام نمایید. در ادامه نیز، به کمک ابزار نشان داده شده، به ایجاد قید حالت صلب (Rigid Body) برای این دو نقطه بپردازید.
در آنالیز اویلری اشاره کردیم که الزاما تمام حجم جسم با ماده پر نشده و بخش‌هایی از مدل هندسی را فضای خالی تشکیل می‌دهد. در ادامه، از مسیر Tools → Discrete Field → Volume Fraction Tool در منوی اصلی به تعیین مرزهای اولیه ماده بپردازید. این موضوع به آباکوس در شناخت نواحی که در آن ماده وجود دارد کمک خواهد کرد. این بخش از اصلی‌ترین ملزومات یک تحلیل CEL در آباکوس به شمار می‌رود.
در پنجره باز شده ابتدا جسم اویلری را انتخاب کرده و سپس ماده اولیه را بعنوان قطعه مرجع برگزینید.
همان‌طور که در ماژول Property نیز عنوان شد، نقش ماده اولیه، تنها در تعیین ناحیه‌ای است که در آن ماده وجود دارد، از این‌رو با اتمام روند فوق، از طریق منوی درختی به حذف قطعه Initial بپردازید. البته توصیه من به شما، استفاده از حالت Suppress برای نادیده گرفتن قطعه (و نه حذف کامل آن) در روند حل مسئله است.
در ادامه مدلسازی مسئله CEL در آباکوس، به ماژول Load وارد شوید و مطابق روند زیر به ایجاد شرایط مرزی و بارگذاری مورد نظر بپردازید.
- قالب‌های داخلی و خارجی : تمامی درجات آزادی RP قالب خارجی را با قید Encastre مقید نمایید. همچنین در Step 1 و با انتخاب نقطه مرجع قالب داخلی، میزان جابجایی 1.45 واحد و از نوع Ramp را در جهت 1 به آن اعمال کنید.
- ناحیه اویلری: مؤلفه v3 در سطوح عمود بر محور Z و مؤلفه v2 از سطوح عمود بر محور Y از جسم اویلری را به کمک قید Velocity محدود نمایید.
- به کمک ابزار Predefined Field در ماژول Load، به تخصیص ماده به ناحیه اویلری بپردازید. بدین‌منظور، تمامی جسم اویلری را انتخاب کرده و Discrete Field ایجاد شده در محیط Interaction را به آن اختصاص دهید.
بسیار خب! با اتمام روند مدلسازی فوق، می‌توانید مسئله را برای حل به ماژول Job ارسال کنید. تصاویر زیر، کانتور تنش پلیمر در فرآیند شکل‌دهی را نشان می‌دهد.
تصویر متحرک زیر، کانتور تنش پلیمر را در طی این تحلیل نشان می دهد (از جعبهابزار view cut manager در ماژول Visualization، تیک گزینه EVF_VOID را فعال کنید تا کانتور مطابق شکل زیر نمایش داده شود) .
تذکر: فایل inp پروژه تحلیل کوپل اویلری- لاگرانژی (CEL) در فرآیند شکل‌دهی بطری پلیمری از طریق قالب توسط نرم‌افزار آباکوس (Abaqus) از لینک زیر قابل دانلود است.
در ضمن با روش های دیگه هم بررسی کردم اما نتونستم انجام بدم
چون با روش ale عملیا ت اواسط کار ارور میده.
بدون ale المانها به طرز وحشتناکی دچار تغییر حالت میشن. خیلی تحقیق کردم و کلی مقاله خوندم ولی بعد از یکسال هنوز مشکل پا بر جاست
لطفا لطفا لطفا راهنمایی کنید
کم کم دارم به فکر انصراف از دانشگاه می افتم
باسلام وتشکربابت مطالب آموزنده سایت
لطفا مطالب بیشتر ی از مبحث CLE واندرکنش آب وسازه درسایت قراردهید.
درود جناب سروری
من یه تحلیل cel واسه fsw دارم استفاده میکنم اما متاسفانه زمان ران مساله بسیار بالاست.از mass scaling استفاده کردم اما نرم افزار پیغام میده که نمیشه از این تکنیک در cel استفاده کرد. الان باید چیکار کنم؟راه دیگه ای واسه پایین آوردن زمان نیست؟میشه mass scaling به صورت دستی انجام بشه(چگالی ماده هارو افزایش بدم)؟این کار چقدر روی نتایج اثر منفی میگذاره؟
ممنون
سلام
زمان حل مسئله به پارامترهای مختلفی مثل سایز شبکه، مرتبه المان انتخابی و . . . بستگی داره
ممکنه در یک مسئله تقارن وجود داشته باشه و بشه از تقارنها بهره برد؛ یا اینکه نیاز به مش ریزی یکسان و ریز در سراسر قطعه نباشه و فقط در مقاطع حساس لازم باشه سایز شبکه را کاهش داد
ممنون.
1-الان من میتونم به صورت دستی چگالی ها رو بالا ببرم؟
2-ویا اینکه زمان استپ کاهش بدم و عکس همون نسبت سرعت بارگذاری بالا ببرم(سرعت دورانی و سرعت خطی ابزار به یک نسبت خاص)؟
بله
تغییرات زمان حل و بارگذاری به شرطی که در کلیت مسئله خللی وارد نکنه مشکلی نداره
سلام وقت بخیر
با تشکر از زحمات و مطالب مفیدی که در سایت قرار می دید و از همه مهم تر وقتی که برای پاسخ گویی می ذارید.
آیا امکان داره به جسمی که خواص اویلری داره حرکت اجباری داد؟ مثلا به جسم سرعت V1 داد تا حرکت کند؟ این عمل رو برای جوشکاری fsw نیاز دارم که ورقم حرکت کنه و ابزار فقط دوران کند
سلام
بله
سلام آقای سروری وقتتون بخیر
من تو تحلیل FSW از روش CEL دارم استفاده میکنم. اما یه مشکلی که دارم اینه که تو استپ 4 و 5 که قراره تماس ها حذف بشه و خنک کاری انجام بشه وقتی تعریف تماس رو که از نوع جنرال کانتکت هست دی اکتیو میکنم بعد اینکه ران میکنم برنامه بدون هیچ ارور مشخصی ران نمیگیره و تحلیل قطع میشه! ولی زمانی که دو استپ اخر، تماس رو اکتیو میکنم مسئله سابمیت میشه و حل آغاز میشه! بنظرتون مشکل از چی میتونه باش؟ چون باید تو دو استپ آخر تماس ها رو حذف کنم تا بتونم مرحله ی خنک کاری رو در نظر بگیرم.
سلام
اطلاع ندارم
سلام و خسته نباشید
فایل رو وقتی import میکنم اسامی فایل ها به هم میریزه یعنی 4 تا قطعه دارم که با شماره از هم جدا شدند
قطعه اویلری کدومه؟initial کدومه؟ممنون میشم راهنمایی کنین چون امکان دنبال کردن اموزش بدون دونستن اسامی نیست.
سلام
شما دقت نمیکنید، فقط تعداد سؤالتون بالاست
بخش‌های با رنگ سبز، آبی، سفید و قرمز در تصویر فوق به ترتیب بیانگر ناحیه اویلری، قالب داخلی و خارجی و پلیمر موردنظر جهت شکل‌دهی در ابتدای مسئله است.
مشق رنگ آمیزی که نبوده؛ از این واضحتر نمیتونم بگم
برای مدلسازی مسئله ورود به آب یک جسم به روش کوپل اویلرین-لاگرانژین (CEL) در نرم افزار آباکوس، چطور باید معادلات می-گرانزین را برای نرم افزار تعریف کرد؟ یعنی آباکوس چطور یک کوپل اویلرین لاگرانژین را پیاده سازی می کند؟
اگر توضیحات در خصوص روابط لازم دارید documentation را مطالعه کنید
documentation را از کجا باید مطالعه کنیم.ممنونم از شما
documentation یا همان help برنامه را نصب و استفاده کنید
پستهای معرفی این بخش هم موجوده در سایت، میتونید مطالعه کنید
سلام. وقتتون بخیر. ممنون بابت اطلاعات مفیدتون. یه سوال و اونم اینکه میشه پدیده کاویتاسیون تو پمپ ها رو به همین روش مدل کرد؟
سلام
بررسی نداشته ام ولی میتونید سرچ کنید تا اطمینان حاصل کنید
سلام دوباره به شما و ممنون از سایت مفیدتون
من دارم روی شبیه سازی کوبش یک شناور روی آب کار میکنم و هدف تحلیل رفتار شناور هست(توزیع تنش و جابجایی و…)
من پارت آب رو اویلرین تعریف کردم و از CEL (کوپل اویلر-لاگرانژ) استفاده میکنم. قایق هم به صورت Shell هست.
الآن به دو مشکل برخورد کردم.
1.اول اینکه نمیدونم از چه نوع اینتراکشنی بین شناور و سیال استفاده کنم. general contact یا fluid structure co simulation boundery یا شایدم surface to serface یا…؟
2.طبق عکسای پیوست شده، پارت اویلرین من از دو قسمت water و void تشکیل شده که لبه زیرین شناور هم با water مماس هست. اما مشکل اینجاست که قسمتی از حجم سیال درون شناور پیداست و البته چون شناور قراره با سرعت تعریف شده به سمت پایین هم حرکت کنه، پس این حجم از سیال درون شناور بیشتر هم میشه. سوالم اینه که آیا با تعریف interaction تاثیر اون آب داخل شناور از بین خواهد رفت یا باید کار دیگه ای انجام بدم؟ مثلا تعریف باندری کاندیشن برای سطح داخلی شناور یا “حذف کردن” اون حجم از داخل شناور یا …
ممنون میشم با حوصله مراحل انجام کار رو بهم بگید.
http://uupload.ir/files/wrmu_1.jpg
در عکس دوم ناحیه void رو hide کردم:
http://uupload.ir/files/0wmf_2.jpg
سلام
من نظری ندارم
ویدیوی زیر را ببینید شاید کمک کنه
https://goo.gl/GhMNGR
سلام و عرض ادب
برای Suppress ماده اولیه، در Part manager گزینه ای وجود ندارد.
با کلیک راست روی اسم ماده اولیه در نمودار درختی نیز چنین گزینه ای ظاهر نمی شود.
بنده از فایل .sat قرار داده شده استفاده کردم.
لطف می فرمایید برای Suppress ماده اولیه بفرمایید از کجا باید اقدام کرد؟!
سلام
در زیر عنوان Assembly
سلام…
بنده میخواستم تغییرات پیوسته چگالی در یک استوانه محدود FGM دو بعدی رو مدل سازی کنم. ایا USDFLD برای این کار مناسب هست؟
اگه نه چطور میتونم از discrete field استفاده کنمم
سلام
بله، احتمالا باید سابروتین استفاده کنید
با سلام و خسته نباشی
چیزی که من مدل کردم، قالب از داخل قطعه پلیمری عبور میکند و قطعه پلیمری تغییر شکل نمیده.
مشکلم کجاها میتونه باشه؟
سلام
تعریف برخورد بین قطعات و تماس را مجددا مرور کنید
سلام
برای مدل کردن هواپیمایی که داخل هوا در حال پیمودن مسیر هست می شود از راه حل CEL نیز استفاده کرد؟ و آیا برای مدل کردن هوا نیاز به تعریف ماده INITIAL می باشد؟
ممنون
سلام
این مسائل بیشتر در حوزه CFD قرار میگیره
با عرض سلام و خسته نباشید، من مخزن حاوی سیالی رو به روش CEL تحت بار زلزله مدلسازی کردم، میخواستم بپرسم که اگر بخوام اسلاشینگ سطح سیال رو مورد بررسی قرار بدم مثلا تلاطم (ارتفاع) یک نقطه از سیال رو در طول زمان بارگذاری اندازه بگیرم آیا روش مستقیمی هست که بشه این خروجی رو گرفت؟ ( به دلیل اینکه سیال خودش در این روش مش بندی نداره و مش ها فقط برای پارت اولری هستند (و ثابت هم هستند) و سیال در داخل این مش ها جابجا میشه من نمیتونم یک نقظه از سیال رو در روند تحلیل مد نظر بگیرم تا بتونم بررسیش کنم). خیلی ممنون
سلام
باید دنبال تحلیل FSI در اباکوس باشید
سلام،خسته نباشید آقای مهندس. من یک مخزن رو به صورت مدل ساده کوپل اولری-لاگرانژی دو بعدی دارم مدل میکنم ( هندسه مدل یک مستطیل ساده بدون ضلع بالایی حاوی ماده اولری آب تا تقریبا نصف مخزن هست). مدل من رو تا اونجایی که میدونم به درستی مدل کردم با آموزش شما هم چک کردم ولی تو یه مقاله ای خوندم که مدل کوپل اولری-لاگرانژی در شناسایی گوشه های تیز مدل مشکل داره و از اونجا نشت میکنه. در مدل من هم همین اتفاق افتاد. راهکاری که ارائه کردن به صورت زیر هست. (مدل مقاله دقیقا شبیه مدل من هست)
A simple modeling strategy to alleviate this mass loss and prevent the flow of fluid in the vertical
direction at the tank bottom is to define a boundary condition on normal velocity and not enforce
the contact constraint between the tank bottom and the fluid.using a boundary
condition on normal velocity at the tank bottom wall eliminates the need to enforce CEL contact at
sharp corners and eliminates any penetration/leakage from these sharp corners.
آیا منظورش این هست که در کف مخزن شرط مرزی سرعت رو صفر کنیم(boundary condition on normal velocity)؟(مثل کاری که در این آموزش با ناحیه اولری کردین)
و اینکه از عدم اعمال CEL contact در گوشه های تیز شما چه برداشتی میکنین؟( بهش contact constraint هم گفته ). من فقط به دو صورت general contact رو میتونم اعمال کنم: all with self و surface with pair.
ببخشید کمی زیاد شد خیلی ممنون میشم اگر راهنمایی کنین.
سلام
پیشنهاد داده که روی مؤلفه عمودی سرعت یک شرط مرزی قرار بدید و تماس بین کف تانک و سیال را حذف کنید
جزئیات کار را اطلاع ندارم
سلام
من یک مخزن CNG بصورت اویلری لاگرانژی مدل کردم که قرار هست در اثر فشار داخلی منفجر بشه و کاهش فشار در حین خروج باید اندازه گیری بشه
ولی تا الان جواب قابل قبولی نگرفتم و نمیدونم مشکل از نوع بارگذاری هست یا اینکه روش انتخاب مناسب نیست
ممنون میشم کمکم کنید
سلام
من که از مسئله شما، بارگذاری و نحوه مدلسازی اطلاعی ندارم
با این اطلاعات و در قالب کامنت و سؤال هم نمیشه کمکی کرد
راه دیگه ای بجز کامنت در اینجا برای ارتباط با شما هست؟
خیر
سلام و ممنون بابت سایت خوبتون
من میخام مدل fsw کار کنم ولی با دو ماده اویلری مختلف.
لطفا راهنمایی کنید چطور دو ماده را مدل کنم که در جوابها هم قابل مشاهده باشند این تفاوت رفتارشون.
تشکر
سلام
مثل همین مسئله عمل کنید؛ مشکل کجاست؟
سلام
وقتتون بخیر
من یک مخزن مدل به همراه آب درون اونو مدل کردم و تحت شتابنگاشت قرار دادم.
متاسفانه آب مخزن که به روش اویلری مدل شده در طول زمان متراکم میشه و ارتفاع آب کم میشه.
به نظرتون اشکال کار از کجا میتونه باشه؟
واحد استفاده شده m، kg و N هست. شتاب گرانشی هم اگر صفر بدم آب اویلری به سمت بالا حرکت میکنه. اگر 9.81 بدم به صورت غیر معقولی تغییرشکل های بزرگ در مخزن و آب به وجود میاد. ولی زمانی که 0.981 میدم، تقریبا درست میشه (ولی مشکل تراکم و کاهش سطح آب همچنان برقرار است).
سلام
بدون دیدن روند مدلسازی نمیشه نظر داد
بسمه تعالی
با سلام خدمت شما و تشکر فروان از آموزش های مفیدتون.
در یکی از مقالات به مفهومی در تحلیل CEL برخورد کرده ام به نام Eulerian surface. در مطالعه Documentation هم نتوانستم آن طور که باید در مورد این مفهوم اطلاعات پیدا کنم. شما در این زمینه اطلاعی دارید؟ ظاهرا تعریف یک صفحه اویلری حتما نیاز به استفاده از کد پایتون دارد، درست است؟ کاربرد این صفحه در تعریف جهت خروج یا ورود جریان به چه صورت است؟
تشکر مجدد.
سلام
بررسی نداشته ام