采用一個(gè)算例深入淺出地講解LS-DYNA多種計(jì)算算法

深入講述LS-DYNA新功能的工具書，向您全面展示LS-DYNA的多物理場(chǎng)分析功能

全部算例建模步驟簡(jiǎn)單易學(xué)，計(jì)算參數(shù)設(shè)置合理，計(jì)算結(jié)果準(zhǔn)確可信

本書由淺入深、循序漸進(jìn)地講述了TrueGrid和LS-DYNA軟件的使用方法。

TrueGrid是美國(guó)XYZ Scientific Applications公司推出的通用網(wǎng)格劃分軟件，是一套交互式、批處理、參數(shù)化前處理器。TrueGrid簡(jiǎn)單易學(xué)、功能強(qiáng)大，可以方便快捷地生成優(yōu)化的、高質(zhì)量的、多塊體結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格，非常適合作為有限差分和有限元軟件如LS-DYNA的前處理器。

LSTC公司的LS-DYNA已經(jīng)發(fā)展成為世界上最著名的通用多物理場(chǎng)動(dòng)力學(xué)分析程序，能夠模擬真實(shí)世界的各種復(fù)雜問題，特別適合求解各種一維、二維、三維結(jié)構(gòu)的爆炸沖擊和金屬成型等非線性動(dòng)力學(xué)沖擊問題，同時(shí)可以求解傳熱、流體、聲學(xué)、離散元、電磁、化學(xué)反應(yīng)及多物理場(chǎng)耦合問題，在許多行業(yè)具有廣泛的應(yīng)用。

本書第1章簡(jiǎn)要介紹了TrueGrid基本操作，例如運(yùn)行模式、軟件設(shè)置、基本概念、主要界面、使用注意事項(xiàng)等，并給出了幾個(gè)建模范例。

第2章介紹了LS-DYNA軟件基本功能、應(yīng)用領(lǐng)域、最新發(fā)展、未來發(fā)展方向，以及前后處理軟件LS-PrePost功能簡(jiǎn)介和建模范例。

第3章內(nèi)容為L(zhǎng)S-DYNA入門基礎(chǔ)知識(shí)，介紹了單位制、關(guān)鍵字輸入數(shù)據(jù)格式、命令行語法、求解感應(yīng)控制開關(guān)、文件系統(tǒng)、單精度和雙精度求解器的應(yīng)用范圍、隱式和顯式分析、三種常用計(jì)算算法等。

第4章介紹了24種不同計(jì)算算法在泰勒桿撞擊剛性墻分析中的應(yīng)用。

第5章通過3種侵徹計(jì)算算例，詳細(xì)闡述了陶瓷等脆性材料裂紋擴(kuò)展的計(jì)算方法、隨機(jī)網(wǎng)格的生成、網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)建模和計(jì)算方法等。

第6章給出了爆炸計(jì)算算例，讀者從中可以學(xué)習(xí)到空氣中爆炸一維沖擊波計(jì)算方法、水中爆炸一維到三維映射計(jì)算方法、巖石深孔爆破計(jì)算方法、飛片沖擊起爆炸藥計(jì)算方法等。

第7章結(jié)合具體算例詳細(xì)闡述了S-ALE、ICFD、CESE、EM、DEM、Peridynamics、STOCHASTIC噴霧、CHEMISTRY等新增算法的功能特點(diǎn)、應(yīng)用領(lǐng)域和計(jì)算算例。

由于時(shí)間比較倉(cāng)促，作者認(rèn)識(shí)水平有限，本書難免存在錯(cuò)誤和不足之處，歡迎廣大讀者和同行專家提出批評(píng)和指正。讀者在閱讀時(shí)發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤后，請(qǐng)通知作者（郵箱：ls-dyna@qq.com），作者將不勝感激。

編 者

2019年1月

第1章 TrueGrid網(wǎng)格劃分入門 1
1.1 TrueGrid運(yùn)行模式 2
1.2 TrueGrid設(shè)置 2
1.3 TrueGrid快速入門 3
1.3.1 TrueGrid快速上手方法 3
1.3.2 TrueGrid中的三個(gè)階段 4
1.3.3 TrueGrid中的兩種網(wǎng)格 5
1.3.4 1/4圓柱建模范例 6
1.3.5 TrueGrid基本概念 14
1.3.6 部件生成初始命令 16
1.3.7 合并網(wǎng)格 18
1.3.8 蝴蝶形網(wǎng)格劃分方法 20
1.4 幾種常用的界面操作 21
1.4.1 投影 21
1.4.2 附著 21
1.4.3 回退 22
1.4.4 歷史窗口 23
1.5 TrueGrid建模步驟 23
1.6 命令執(zhí)行順序 24
1.7 鼠標(biāo)和鍵盤快捷鍵的功能 25
1.8 TrueGrid常用命令簡(jiǎn)介 25
1.8.1 部件類命令 25
1.8.2 幾何類命令 26
1.8.3 合并類命令 26
1.8.4 全局類命令 26
1.8.5 輸出類命令 27
1.8.6 顯示命令 27
1.9 使用TrueGrid軟件的其他注意事項(xiàng) 28
參考文獻(xiàn) 29
第2章 LS-DYNA和LS-PrePost軟件簡(jiǎn)介 30
2.1 LS-DYNA基本功能 31
2.1.1 材料模型 32
2.1.2 狀態(tài)方程 32
2.1.3 單元類型 32
2.1.4 接觸類型 32
2.1.5 汽車行業(yè)的專門功能 33
2.1.6 初始條件、載荷和約束定義功能 33
2.1.7 自適應(yīng)網(wǎng)格功能 34
2.1.8 剛體動(dòng)力學(xué)功能 34
2.1.9 拉格朗日算法 34
2.1.10 ALE和Euler算法 34
2.1.11 SPH算法 35
2.1.12 EFG方法 36
2.1.13 邊界元方法 36
2.1.14 隱式算法 36
2.1.15 熱分析 37
2.1.16 多功能控制選項(xiàng) 37
2.1.17 前后處理功能 38
2.1.18 支持的硬件平臺(tái) 38
2.2 LS-DYNA最新發(fā)展 38
2.2.1 不可壓縮流ICFD求解器 39
2.2.2 時(shí)-空守恒元解元CESE求解器 39
2.2.3 微粒（CPM）方法 39
2.2.4 離散元（DEM）方法 39
2.2.5 電磁（EM）模塊 40
2.2.6 近場(chǎng)動(dòng)力學(xué)（PD）算法 41
2.2.7 光滑粒子迦遼金（SPG）算法 41
2.2.8 擴(kuò)展有限元（XFEM）方法 41
2.2.9 結(jié)構(gòu)化任意拉格朗日歐拉（S-ALE）方法 42
2.2.10 隨機(jī)粒子（STOCHASTIC PARTICLES）求解器 42
2.2.11 化學(xué)反應(yīng)（CHEMISTRY）求解器 43
2.2.12 *DEFINE_OPTION_FUNCTION函數(shù)定義功能 44
2.2.13 等幾何分析功能 44
2.3 LS-DYNA未來發(fā)展重點(diǎn) 44
2.4 LS-DYNA應(yīng)用領(lǐng)域 45
2.5 LSTC產(chǎn)品相關(guān)資源網(wǎng)站 46
2.6 LS-DYNA專用前后處理軟件LS-PrePost功能簡(jiǎn)介 47
2.6.1 主要功能 47
2.6.2 主界面 48
2.6.3 鼠標(biāo)與鍵盤主要操作 48
2.6.4 泰勒桿網(wǎng)格劃分例子 49
2.6.5 離散元粒子填充例子 50
參考文獻(xiàn) 51
第3章 LS-DYNA基礎(chǔ)知識(shí) 52
3.1 計(jì)算單位制 52
3.1.1 力學(xué)單位 52
3.1.2 熱學(xué)單位 53
3.1.3 電磁學(xué)單位 54
3.1.4 ICFD單位 54
3.2 關(guān)鍵字輸入數(shù)據(jù)格式 55
3.2.1 關(guān)鍵字輸入數(shù)據(jù)格式的特點(diǎn) 55
3.2.2 關(guān)鍵字用戶手冊(cè)卡片格式說明 57
3.2.3 關(guān)鍵字輸入文件格式檢查 58
3.3 基本關(guān)鍵字簡(jiǎn)介 59
3.4 常用命令行語法 64
3.5 求解感應(yīng)控制開關(guān) 67
3.6 文件系統(tǒng) 69
3.7 重啟動(dòng)分析 70
3.8 單精度計(jì)算和雙精度計(jì)算 72
3.9 隱式分析和顯式分析 72
3.10 接觸 73
3.10.1 接觸處理算法分類 73
3.10.2 接觸類型 74
3.11 三類常用算法 77
3.11.1 Lagrangian/Euler/ALE算法簡(jiǎn)介 77
3.11.2 Euler/ALE算法常用關(guān)鍵字 78
3.11.3 PART和AMMG的區(qū)別 79
3.12 關(guān)鍵字文件的編輯和分割 79
3.13 批處理運(yùn)行 80
3.14 計(jì)算算法的選擇 80
3.15 LS-DYNA常見警告和錯(cuò)誤匯總 81
3.15.1 LS-DYNA讀入初始化錯(cuò)誤 81
3.15.2 LS-DYNA非致命的警告 81
3.15.3 LS-DYNA常見致命錯(cuò)誤 82
3.15.4 LS-DYNA常用調(diào)試方法 82
3.16 關(guān)于計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性和可信度的討論 82
參考文獻(xiàn) 83
第4章 泰勒桿撞擊剛性墻計(jì)算 84
4.1 拉格朗日單元算法二維軸對(duì)稱計(jì)算模型 84
4.1.1 *SECTION_SHELL關(guān)鍵字 84
4.1.2 計(jì)算模型概況 86
4.1.3 TrueGrid建模 86
4.1.4 關(guān)鍵字文件講解 86
4.1.5 數(shù)值計(jì)算結(jié)果 90
4.2 拉格朗日自適應(yīng)單元算法二維軸對(duì)稱計(jì)算模型 93
4.2.1 計(jì)算模型概況 93
4.2.2 TrueGrid建模 93
4.2.3 關(guān)鍵字文件講解 94
4.2.4 數(shù)值計(jì)算結(jié)果 95
4.3 拉格朗日單元算法三維1/4對(duì)稱計(jì)算模型 96
4.3.1 *SECTION_SOLID關(guān)鍵字 96
4.3.2 計(jì)算模型概況 98
4.3.3 TrueGrid建模 98
4.3.4 關(guān)鍵字文件講解 98
4.3.5 數(shù)值計(jì)算結(jié)果 100
4.4 20節(jié)點(diǎn)六面體單元算法1/4對(duì)稱計(jì)算模型 102
4.4.1 計(jì)算模型概況 102
4.4.2 TrueGrid建模 102
4.4.3 關(guān)鍵字文件講解 103
4.4.4 數(shù)值計(jì)算結(jié)果 105
4.5 EFG單元算法三維1/4對(duì)稱計(jì)算模型 105
4.5.1 計(jì)算模型概況 106
4.5.2 TrueGrid建模 106
4.5.3 關(guān)鍵字文件講解 106
4.5.4 數(shù)值計(jì)算結(jié)果 108
4.6 EFG單元算法二維軸對(duì)稱計(jì)算模型 108
4.6.1 計(jì)算模型概況 108
4.6.2 TrueGrid建模 109
4.6.3 關(guān)鍵字文件講解 109
4.6.4 數(shù)值計(jì)算結(jié)果 111
4.7 單物質(zhì)ALE單元算法三維1/4對(duì)稱計(jì)算模型 111
4.7.1 *CONTROL_ALE關(guān)鍵字 112
4.7.2 計(jì)算模型概況 113
4.7.3 TrueGrid建模 113
4.7.4 關(guān)鍵字文件講解 113
4.7.5 數(shù)值計(jì)算結(jié)果 115
4.8 多物質(zhì)ALE單元算法三維1/4對(duì)稱計(jì)算模型 116
4.8.1 *ALE_MULTI-MATERIAL_GROUP關(guān)鍵字 116
4.8.2 *INITIAL_VOLUME_FRACTION_GEOMETRY關(guān)鍵字 118
4.8.3 計(jì)算模型概況 125
4.8.4 TrueGrid建模 125
4.8.5 關(guān)鍵字文件講解 126
4.8.6 數(shù)值計(jì)算結(jié)果 128
4.9 多物質(zhì)ALE網(wǎng)格自適應(yīng)運(yùn)動(dòng)三維1/4對(duì)稱計(jì)算模型 129
4.9.1 ALE網(wǎng)格運(yùn)動(dòng) 129
4.9.2 計(jì)算模型概況 132
4.9.3 TrueGrid建模 132
4.9.4 關(guān)鍵字文件講解 133
4.9.5 數(shù)值計(jì)算結(jié)果 136
4.10 單物質(zhì)空材料ALE單元算法三維1/4對(duì)稱計(jì)算模型 136
4.10.1 計(jì)算模型概況 136
4.10.2 TrueGrid建模 136
4.10.3 關(guān)鍵字文件講解 136
4.10.4 數(shù)值計(jì)算結(jié)果 139
4.11 多物質(zhì)ALE單元算法二維軸對(duì)稱計(jì)算模型 139
4.11.1 *SECTION_ALE2D關(guān)鍵字 139
4.11.2 計(jì)算模型概況 140
4.11.3 TrueGrid建模 140
4.11.4 關(guān)鍵字文件講解 140
4.11.5 數(shù)值計(jì)算結(jié)果 142
4.12 SPH單元算法三維全尺寸計(jì)算模型 143
4.12.1 *CONTROL_SPH關(guān)鍵字 143
4.12.2 *SECTION_SPH關(guān)鍵字 144
4.12.3 計(jì)算模型概況 145
4.12.4 TrueGrid建模 145
4.12.5 關(guān)鍵字文件講解 146
4.12.6 數(shù)值計(jì)算結(jié)果 148
4.13 SPH單元算法二維軸對(duì)稱計(jì)算模型 149
4.13.1 計(jì)算模型概況 149
4.13.2 TrueGrid建模 149
4.13.3 關(guān)鍵字文件講解 150
4.13.4 數(shù)值計(jì)算結(jié)果 151
4.14 單元失效轉(zhuǎn)化為SPH粒子二維軸對(duì)稱計(jì)算模型 152
4.14.1 計(jì)算模型概況 152
4.14.2 TrueGrid建模 152
4.14.3 關(guān)鍵字文件講解 152
4.14.4 數(shù)值計(jì)算結(jié)果 154
4.15 單元失效轉(zhuǎn)化為SPH粒子三維1/4對(duì)稱計(jì)算模型 154
4.15.1 計(jì)算模型概況 155
4.15.2 TrueGrid建模 155
4.15.3 關(guān)鍵字文件講解 155
4.15.4 數(shù)值計(jì)算結(jié)果 157
4.16 泰勒桿和剛體PART接觸算法三維1/4對(duì)稱計(jì)算模型 157
4.16.1 *CONTACT_...關(guān)鍵字 157
4.16.2 計(jì)算模型概況 164
4.16.3 TrueGrid建模 165
4.16.4 關(guān)鍵字文件講解 165
4.16.5 數(shù)值計(jì)算結(jié)果 167
4.17 泰勒桿和剛體PART接觸算法二維軸對(duì)稱計(jì)算模型 168
4.17.1 *CONTACT_2D_...關(guān)鍵字 168
4.17.2 計(jì)算模型概況 170
4.17.3 TrueGrid建模 170
4.17.4 關(guān)鍵字文件講解 170
4.17.5 數(shù)值計(jì)算結(jié)果 172
4.18 SPG單元算法三維1/4對(duì)稱計(jì)算模型 173
4.18.1 SPG算法基礎(chǔ) 173
4.18.2 計(jì)算模型概況 177
4.18.3 TrueGrid建模 177
4.18.4 關(guān)鍵字文件講解 177
4.18.5 數(shù)值計(jì)算結(jié)果 179
4.19 多物質(zhì)ALE流固耦合算法三維1/4對(duì)稱計(jì)算模型 179
4.19.1 ALE流固耦合算法 179
4.19.2 *SET_MULTI關(guān)鍵字 185
4.19.3 計(jì)算模型概況 186
4.19.4 TrueGrid建模 186
4.19.5 關(guān)鍵字文件講解 186
4.19.6 數(shù)值計(jì)算結(jié)果 190
4.20 多物質(zhì)ALE單元流固耦合算法二維軸對(duì)稱計(jì)算模型 190
4.20.1 計(jì)算模型概況 190
4.20.2 TrueGrid建模 190
4.20.3 關(guān)鍵字文件講解 191
4.20.4 數(shù)值計(jì)算結(jié)果 193
4.21 塑性功轉(zhuǎn)換為熱三維1/4對(duì)稱計(jì)算模型 194
4.21.1 計(jì)算模型概況 194
4.21.2 TrueGrid建模 194
4.21.3 關(guān)鍵字文件講解 194
4.21.4 數(shù)值計(jì)算結(jié)果 197
4.22 顯式-隱式轉(zhuǎn)換連續(xù)求解三維1/4對(duì)稱計(jì)算模型 198
4.22.1 *CONTROL_IMPLICIT_GENERAL關(guān)鍵字 198
4.22.2 計(jì)算模型概況 199
4.22.3 TrueGrid建模 199
4.22.4 關(guān)鍵字文件講解 199
4.22.5 數(shù)值計(jì)算結(jié)果 201
4.23 特征值分析三維全尺寸計(jì)算模型 201
4.23.1 計(jì)算模型概況 201
4.23.2 TrueGrid建模 202
4.23.3 關(guān)鍵字文件講解 202
4.23.4 數(shù)值計(jì)算結(jié)果 203
4.24 完全重啟動(dòng)分析三維1/4對(duì)稱計(jì)算模型 205
4.24.1 完全重啟動(dòng)分析計(jì)算模型概況 206
4.24.2 完全重啟動(dòng)分析TrueGrid建模 207
4.24.3 完全重啟動(dòng)分析關(guān)鍵字文件講解 207
4.24.4 完全重啟動(dòng)分析數(shù)值計(jì)算結(jié)果 209
參考文獻(xiàn) 209
第5章 侵徹計(jì)算 210
5.1 破片撞擊陶瓷二維軸對(duì)稱計(jì)算 210
5.1.1 計(jì)算模型概況 210
5.1.2 TrueGrid建模 211
5.1.3 關(guān)鍵字文件講解 211
5.1.4 數(shù)值計(jì)算結(jié)果 213
5.2 彈體侵徹隨機(jī)分層巖石計(jì)算 215
5.2.1 計(jì)算模型概況 215
5.2.2 TrueGrid建模 216
5.2.3 關(guān)鍵字文件講解 217
5.2.4 數(shù)值計(jì)算結(jié)果 220
5.3 小球觸網(wǎng)計(jì)算 222
5.3.1 計(jì)算模型概況 222
5.3.2 TrueGrid建模 223
5.3.3 關(guān)鍵字文件講解 224
5.3.4 數(shù)值計(jì)算結(jié)果 226
參考文獻(xiàn) 226
第6章 爆炸計(jì)算 227
6.1 空中爆炸一維計(jì)算 228
6.1.1 空氣沖擊波工程計(jì)算模型 228
6.1.2 *SECTION_ALE1D關(guān)鍵字 230
6.1.3 計(jì)算模型概況 231
6.1.4 TrueGrid建模 231
6.1.5 關(guān)鍵字文件講解 231
6.1.6 計(jì)算結(jié)果 235
6.2 水中爆炸一維到三維映射計(jì)算 237
6.2.1 計(jì)算模型概況 237
6.2.2 TrueGrid建模 238
6.2.3 ALE邊界條件和載荷 239
6.2.4 關(guān)鍵字文件講解 239
6.2.5 運(yùn)行批處理文件 244
6.2.6 數(shù)值計(jì)算結(jié)果 244
6.3 巖石深孔爆破二維計(jì)算 245
6.3.1 計(jì)算模型概況 245
6.3.2 TrueGrid建模 246
6.3.3 關(guān)鍵字文件講解 246
6.3.4 數(shù)值計(jì)算結(jié)果 249
6.4 飛片撞擊作用下炸藥沖擊起爆二維計(jì)算 250
6.4.1 計(jì)算模型概況 250
6.4.2 TrueGrid建模 250
6.4.3 關(guān)鍵字文件講解 250
6.4.4 數(shù)值計(jì)算結(jié)果 252
參考文獻(xiàn) 254
第7章 S-ALE/CESE/ICFD/EM/DEM/STOCHASTIC/CHEMISTRY等新算法 256
7.1 S-ALE空中爆炸流固耦合計(jì)算 256
7.1.1 S-ALE算法簡(jiǎn)介 257
7.1.2 S-ALE主要關(guān)鍵字 257
7.1.3 S-ALE邊界條件定義 259
7.1.4 計(jì)算模型概況 259
7.1.5 TrueGrid建模 259
7.1.6 關(guān)鍵字文件講解 260
7.1.7 數(shù)值計(jì)算結(jié)果 266
7.2 ICFD流固耦合計(jì)算 267
7.2.1 ICFD基礎(chǔ) 267
7.2.2 計(jì)算模型概況 271
7.2.3 TrueGrid建模 271
7.2.4 關(guān)鍵字文件講解 273
7.2.5 數(shù)值計(jì)算結(jié)果 276
7.3 CESE流固耦合計(jì)算 277
7.3.1 CESE基礎(chǔ) 277
7.3.2 計(jì)算模型概況 282
7.3.3 TrueGrid建模 282
7.3.4 關(guān)鍵字文件講解 283
7.3.5 數(shù)值計(jì)算結(jié)果 287
7.4 STOCHASTIC隨機(jī)粒子與CESE耦合的噴霧計(jì)算 288
7.4.1 計(jì)算模型概況 288
7.4.2 TrueGrid建模 289
7.4.3 關(guān)鍵字文件講解 289
7.4.4 數(shù)值計(jì)算結(jié)果 291
7.5 電磁軌道炮發(fā)射EM計(jì)算 292
7.5.1 EM計(jì)算基礎(chǔ) 292
7.5.2 計(jì)算模型概況 295
7.5.3 TrueGrid建模 296
7.5.4 關(guān)鍵字文件講解 297
7.5.5 數(shù)值計(jì)算結(jié)果 301
7.6 EM與熱耦合電磁感應(yīng)加熱計(jì)算 303
7.6.1 計(jì)算模型概況 303
7.6.2 TrueGrid建模 303
7.6.3 關(guān)鍵字文件講解 304
7.6.4 數(shù)值計(jì)算結(jié)果 308
7.7 玻璃彈珠堆積濺落DEM計(jì)算 309
7.7.1 DEM基礎(chǔ) 309
7.7.2 計(jì)算模型概況 316
7.7.3 TrueGrid建模 317
7.7.4 關(guān)鍵字文件講解 318
7.7.5 數(shù)值計(jì)算結(jié)果 321
7.8 DEM與ICFD耦合氣力輸送計(jì)算 322
7.8.1 計(jì)算模型概況 322
7.8.2 TrueGrid建模 322
7.8.3 關(guān)鍵字文件講解 324
7.8.4 數(shù)值計(jì)算結(jié)果 327
7.9 破片撞擊下玻璃破碎的近場(chǎng)動(dòng)力學(xué)計(jì)算 328
7.9.1 鍵基PD方法簡(jiǎn)介 328
7.9.2 計(jì)算模型概況 329
7.9.3 TrueGrid建模 329
7.9.4 關(guān)鍵字文件講解 331
7.9.5 數(shù)值計(jì)算結(jié)果 333
7.10 *DEFINE_OPTION_FUNCTION 335
7.10.1 *DEFINE_CURVE_FUNCTION關(guān)鍵字 335
7.10.2 *DEFINE_FUNCTION關(guān)鍵字 337
7.10.3 *DEFINE_FUNCTION_TABULATED關(guān)鍵字 338
7.10.4 計(jì)算模型概況 339
7.10.5 TrueGrid建模 339
7.10.6 關(guān)鍵字文件講解 340
7.10.7 數(shù)值計(jì)算結(jié)果 341
7.11 CHEMISTRY化學(xué)反應(yīng)之氫氣燃燒計(jì)算 341
7.11.1 CESE+CHEMISTRY化學(xué)反應(yīng)方法的功能特點(diǎn) 341
7.11.2 計(jì)算模型概況 343
7.11.3 TrueGrid建模 343
7.11.4 關(guān)鍵字文件講解 345
7.11.5 數(shù)值計(jì)算結(jié)果 349
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