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專題介紹
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多物理場(chǎng)
多物理場(chǎng)
電磁(EM)
LS-DYNA®的電磁求解器(EM) 將有限元法（FEM）和邊界元法(BEM)以某種方式結(jié)合起來，在電磁場(chǎng)的求解過程中，它對(duì)導(dǎo)體采用的是有限元方法（FEM）,而對(duì)周圍的空氣及絕緣體采用的則是邊界元方法（BEM）。EM為用戶提供穩(wěn)定的，可擴(kuò)展的，準(zhǔn)確的電磁過程模擬。電磁求解器與結(jié)構(gòu)，熱和流體之間的強(qiáng)耦合使LS-DYNA在一些多物理場(chǎng)中擁有好的表現(xiàn)。
應(yīng)用:
? 電磁成型\焊接\彎曲
? 誘導(dǎo)加熱
? 軌道槍
? 電池
? 心臟電生理學(xué)
金屬平板在錐模下的電磁成型
特點(diǎn):
? 基于有限元和邊界元
? 2D和3D
? 可以使用實(shí)體單元，殼單元，復(fù)合厚殼單元
? 電磁接觸 EMcontact
? 感應(yīng)計(jì)算
? EM狀態(tài)方程
? 電池的電化學(xué)電路模型
? 電生理學(xué)中的cell離子模型
? 電生理單域模型和雙域模型
電阻焊接模擬，考慮材料電阻和接觸電阻生熱
由10個(gè)電芯構(gòu)成的模組受圓球擠壓分析
耦合LS-DYNA中的電生理學(xué)、結(jié)構(gòu)、流體進(jìn)行仿真分析，模擬心臟的工作過程，包括Cell 跨膜電位的傳導(dǎo)，壁變形和血液流動(dòng)
ALE方法 (Arbitrary Lagrange-Eulerian )
ALE方法及其附屬的流固耦合方法，旨在模擬一系列流體與固體間具有較大動(dòng)量和能量轉(zhuǎn)換特點(diǎn)的瞬態(tài)工程問題。 LS-DYNA ALE 多材料單元模式允許同一網(wǎng)格中多種流體共存。 進(jìn)而它所帶的流固耦合算法可分析固體結(jié)構(gòu)與各單個(gè)流體之間的相互作用。 這種優(yōu)點(diǎn)使得它被廣泛用于分析多種工程領(lǐng)域的問題。 LS-DYNA ALE/FSI 組件可很好地解決攜帶較大動(dòng)量或能量密度的流體撞擊，侵入結(jié)構(gòu)這一類工程問題。 例如，爆炸，油箱液體晃動(dòng)， 容器跌落，飛鳥撞擊， 彈藥撞擊，飛行器濺落，輪胎打滑等。 新近開發(fā)的ALE 本質(zhì)邊界條件（ALE ESSENTIAL BOUNDARY） 功能可大的降低在處理流體與剛體間耦合的模擬時(shí)間。 這一功能將在包裝，石油，化工，制造行業(yè)內(nèi)得到利用，來模擬管道流， 樹脂成型等問題。
除了三維ALE求解器外，LS-DYNA ALE還包含一維球?qū)ΨQ和二維軸對(duì)稱功能。 ALE 投影功能可將ALE模型在這三種求解器間轉(zhuǎn)換，從而大加快求解速度。 投影功能支持如下映射：1D到2D，1D到3D，2D到2D，2D到3D和3D到3D。 通常這一功能在爆炸波沖擊結(jié)構(gòu)問題上廣泛使用。 在爆炸波到達(dá)結(jié)構(gòu)前，可由一維球?qū)ΨQALE快速求解，之后問題再投影到三維ALE網(wǎng)格上來分析空氣與結(jié)構(gòu)間的相互作用。
顆粒氣囊方法CPM (Corpuscular Particle Method )
CPM方法是一種主要用來針對(duì)空氣動(dòng)力學(xué)模擬的多尺度方法。它基于運(yùn)動(dòng)分子理論，這一理論將分子描述為遵守牛頓定律的剛體。 在CPM方法中，每個(gè)顆粒代表一團(tuán)空氣分子。 空氣壓力由離散的顆粒與氣囊碰撞產(chǎn)生?？諝獾膭?dòng)力學(xué)效應(yīng)由顆粒與顆粒之間的碰撞模擬。由于采用對(duì)空氣動(dòng)力學(xué)的拉格郎日描述，與ALE方法相比，CPM方法有著方法簡(jiǎn)便，計(jì)算穩(wěn)定和機(jī)時(shí)有效的優(yōu)點(diǎn)。
它能處理異位氣囊（Out-of-Position）打開，簾氣囊（Curtain Airbag）和多室氣囊（Multiple Chamber）問題。
離散單元法DES (Discrete Element Sphere )
DES單元法是一種基于在處理大變形，顆粒流，混合過程，谷倉(cāng)儲(chǔ)存與卸貨，輸送帶傳送等問題時(shí)卓有成效的離散單元法而開發(fā)的一種顆粒解法。每個(gè)DES顆粒都由一個(gè)有限元節(jié)點(diǎn)代表。 這使得它與其它有限元結(jié)構(gòu)或剛體的相互作用可以很方便地利用懲罰接觸方法來描述。 DES法充分利用并行計(jì)算，可處理包含上億個(gè)顆粒的模型。
DES方法中的鍵接（Bond）模型應(yīng)用鍵接來連接離散顆粒而形成連續(xù)介質(zhì)。 由鍵接相連的顆粒團(tuán)有著與固體材料相同的材料性質(zhì)，例如剛度和變形能。 在描述裂紋產(chǎn)生和擴(kuò)展以及分片（Fragmentation)時(shí)，斷裂能由各個(gè)被破壞鍵接能的總和所代表。 鍵接模型做為離散顆粒和連續(xù)介質(zhì)理論之間的橋梁，提供了兩種尺度間的無縫連接。它有著下述幾種優(yōu)點(diǎn)：
1）鍵接剛度僅由楊氏模量和泊松比確定。
2）裂紋條件可由斷裂能密度直接求出。
3）材料行為與顆粒尺度無關(guān)。
平滑粒子流體動(dòng)力學(xué) SPH (Smoothed Particle Hydrodynamics)
SPH法，作為一種無網(wǎng)格拉格郎日的顆粒方法，有著它自身的優(yōu)點(diǎn)。 作為無網(wǎng)格方法，它可以自然處理大變形，移動(dòng)邊界，自由表面和可變形邊界。 作為拉格郎日方法，物質(zhì)點(diǎn)的物理變量隨時(shí)間的變化可無需特殊處理而被輕易提取；自由表面和移動(dòng)邊界，以及物質(zhì)界面的邊界條件也自然滿足。 作為顆粒方法，它可以自然地運(yùn)用接觸算法來處理流體和固體間的相互作用。
SPH還包含二維和軸對(duì)稱求解器。SPH方法采用拉格郎日核成功解決了拉力失穩(wěn)問題。 SPH混合單元聯(lián)結(jié)了SPH顆粒和傳統(tǒng)有限元單元。 SPH利用節(jié)點(diǎn)對(duì)節(jié)點(diǎn)的接觸算法，從而成功處理不同液相物質(zhì)間的作用。 SPH還提供顯式熱傳導(dǎo)求解器和熱耦合組件處理。
SPH方法在以下領(lǐng)域內(nèi)被廣泛使用： 高速?zèng)_擊，高能爆炸，水下爆炸，土壤侵入，金屬切削和成型，復(fù)合材料，飛鳥撞擊，不可壓流，自由邊界流，多相流，油箱液體晃動(dòng)，油箱跌落，熱傳導(dǎo)，摩擦攪拌焊，脆性斷裂等。
