ABAQUS软件下流场网格划分对仿真结果的影响

2012 NO.19Science and Technology Innovation Herald科技创新导报ABAQUS软件下流场网格划分对仿真结果的影响①②

王树乐12 宗智1 陈高杰2 程素秋2

(1.大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室 船舶工程学院 辽宁大连 116024; 2.91439部队 辽宁大连 116041)摘 要:以同一个二维舱段模型为研究对象,以全水域统一网格为标准,分别采用有四面体网格过渡层的三层网格划分方法和采用绑定方法的无过度层两层网格划分方法对水域进行划分,使用ABAQUS软件作仿真计算,对各种划分方法进行对比分析,得出可用于代替全水域统一网格的划分方法,为大模型仿真计算作网格缩减提供参考。关键词:水下爆炸 仿真计算 网格划分中图分类号:U661.6文献标识码:A文章编号:1674-098X(2012)07(a)-0049-01

舰船抗冲击性能是舰船生命力一项重要因素,世界各国海军对这方面研究投入了大量的人力和物力。随着仿真计算硬件平台的改善,为更好的发挥设备强大的计算能力,需对仿真计算流程和计算分析软件做深入的学习和探索。本文借助ABAQUS分析软件,通过对截取的某护卫舰中横剖面所建立的二维舱段模型分析,得出不同网格划分方法对水下爆炸仿真计算结果的影响。

2 仿真计算

一般来说,网格划分比较精细,得出的结果越符合实际。所以本文以全水域网格作为基本标准,进行对比分析。2.1全水域统一网格

以水域内表面0.1米网格大小向外辐射,总网格数量368810,其中水域六面体网格数量368010,船体网格数量800。计算结果:压力云图中的空化区域清晰可见;速度峰值为2.104m/s,有明显的二次加载,速度震荡比较剧烈。

2.2有过度层的三层网格(如图1)

以水域内表面0.1米网格大小向外辐射,总网格数量143955,内部水域六面体网格数量89610,中部过度层水域四面体网格数量42265,外部水域六面体网格数量11280,船体网格数量800。计算结果:压力云图中的空化区域清晰可见;速度峰值为1.915m/s,有明显的二次加载,速度震荡比较剧烈。

2.3无过渡层的两层网格(如图2)

以水域内表面0.1米网格大小向外辐射,总网格单元数量141610,其中内部水域网格数量89610,外部水域网格数量51200,

船网格单元数量800。两层网格之间采用绑定形式连接。计算结果:压力云图中的空化区域清晰可见;速度峰值大概为2.096m/s,有明显的二次加载,速度震荡比较剧烈。

3 结语

(1)三种网格划分方式均能得出正确的水下爆炸现象和整体趋势。

(2)从速度结果分析得:无过度层的两层网格结果更贴近全水域网格结果,相差0.4%;此网格划分方法优于有四面体网格过渡层的划分方法,可作为缩减网格的一种重要参考,对计算庞大模型的计算精度和计算效率提供帮助。

1 模型简介

本文的模型是截取了某型护卫舰的中横剖面,做一个肋位的拉伸,假定延船长方向无限长的一个二维仓段模型。水域半径为船宽的6倍。本文将船体网格划分为0.25米;水体分别划分成全水域统一网格、有过度层的三层网格、无过渡层的两层网格。船体网格类型为S4R,水域六面体网格类型为AC3D8R,四面体网格类型为AC3D4。爆源均为模型中部水深100米处。速度测量点为模型底部中点处。在加载点、爆源及炸药等各项参数设置相同而网格划分方法不同,进行计算对比分析。

参考文献

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构响应的影响[J].哈尔滨工程大学学报,2003(3).

[2]汪玉等.舰船水下非接触爆炸抗冲击技

术综述[J].科技导报,2009,27(14).[3]Young S. Shin等. Surface ship shock

modeling and simulation:two-dimen-sional analysis[J]. Shock and Vibration,1998(5).

.com.cn. All Rights Reserved.图1 有过度层有限元模型图2 无过度层有限元模型

①基金项目:创新研究群体科学基金:海洋环境灾害与结构安全防护(50921001);国家重点基础研究发展规划(973计划)(2010CB832704); 高技术船舶科研项目:半滑行复合前三体关键技术研究。

②作者简介:王树乐,91439部队助理工程师,硕士,主要研究方向为水下爆炸仿真与评估。

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