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ABAQUS ALE
自适应网格技术
为了方便理解，
先整体介绍一下
ALE
网格自适应方法的基本过程，
一个完整
的
ALE
过程可以分为若干个网格
remes
h
子过程，
而每一次
remesh
的过程可以分
为两步：
1
生成一个新的网格（
create
a new mesh
），利用各种算法以及控制策略
生成一个
良好的网格，主要包括划分的频率和算法。
2
环境变量的转换（
advection variales
），也就是将旧网格中的变量信息
利用
remapping
技术转换到新网格中，
也有不同算法，
其中包括静变量
（应力场，
应变场等）的转换与动变量（速度场
，加速度场等）的转换。
上面的两步在软件设置上面，可认为
是对
网格划分区域的控制（
ALE
Adaptive Mesh
Domain
）和算法的控制（
ALE Adaptive
Mesh Controls
）。
1
ALE
区域的控制
（
1
）几何区域选择（
set
）
※
No ALE
adaptive mesh domain for this step
该分析步
没有使用
ALE
技术。
※
Use the ALE
adaptive mesh domain below
将
以下区域定义为
ALE
区域。
（
2
）
ALE
Adaptive Mesh Controls
自适应技术控制选项，后面介绍
（<
/p>
3
）
Frequency
频率控制，主要是对整个
step time
< br>中网格
remesh
的次数进行控制。
< br>Reme
sh
次数
n
可以由
n=Increment number /Frequency<
/p>
来表达其意义，当
frequenc
y<
/p>
的值为
i
时，表示每
i
个增量步进行一次
remesh
。
一个典型的
ALE
过程，在每
5-100
个增量步就需要一次
remesh
，对于拉格
朗日问题，改参数默认值
为
10
，若变形实在太大，可适当调高，以增加网格重
画的强度，
对于爆炸，
碰撞等变形时间极短的问
题求解，
则在每一个增量步都需
要一次
remesh
，这时
Frequency
的值需要设置得很小，比如设为
1
，当然，
< br>ada
ptive remesh
过程的强度也很高，也
会很废时。对于其他变形不是很剧烈的问
题求解，该参数值可以适当调高。对于欧拉问题
，默认值为
1
。
图
1
Frequency
的设置
（
4
）
Remeshing sweeps
per increment
一个频率下的迭代次数，当该参数的值为
n
时，每一个
remesh
过
程将对网
格进行
n
次
< br>sweep
，
其实这个参数可以理解为对整个
adaptive remesh
过程的每
一个子
过程（
remesh
过程）的强度进行控制。
< br>
那么，我们先来理解一下
sweep
< br>的概念，每
sweep
一次，
a
baqus
将利用我
们设置好的算法（体积算法，拉普拉斯算法
或等位算法）生成一套新的网格，但
这个网格不一定是符合要求的，
因此，
需要在生成的新网格的基础上用同样的方
式再进行<
/p>
sweep
，就像我们求解方程时迭代的概念是一样的。就这样一
直
sweep
下去直到
sweep
的次数达到
mesh sweeps
参数的
值，这样就完成了一个
remesh
过程中的新网格的生成。同
样，
mesh
sweeps
参数的值越高，
adaptive remesh
过程强度越高，网格优化的状况良好的机率也就越大。
图
2 Remeshing
sweeps per increment
的设置
（
5
）
Initial
remeshing sweeps
也就是
ALE
过程开始之前对网格的一个优化，概念与
mesh
sweeps
类似，因
为我们有可能利用已经变形的很厉害
的网格进行分析，这时，在分析开始之前，
就需要对网格进行重画。
图
3 Initial
remeshing sweeps
的设置
2 ALE
过程的控制
算法控制包括两部分；一为网格算法控制；其二为变量转换算法控制。
（
1
）
Prior
ity
也就是指网格梯度控制
（是否保持初始网格梯度，<
/p>
若需要保持初始网格梯度，
则对网格的质量将会有影响）。
※
Improve aspect ratio
在计算过程中将
考虑到网格单元高宽比的改善，
不考虑对初始网格梯度的保
持。
※
Preserve initial mesh grading
在计算过程中保证初始的网格梯度，但不会考虑到网格宽高比的改善。
图
4
Priority
的设置界面
（
2
）
smoothing
algorithm
※
Use
enhanced algorithm based on evolving element
geometry
主要是在几何学的方面对我们定义的网格<
/p>
sweep
算法（前面提到的三种算
法）
进行增强，目的是为了保证
adaptive remesh
过
程的健壮性，为推荐选项，
选它就行了
※
conventional
smoothing
利用我们定义好的算法进行计算，无几何增强。
图
5 smoothing
algorithm
的界面控制
（<
/p>
3
）
Meshing
Predictor
也就是网格节点位置控制
（理想的网格
节点位置控制，
将会减少需要的网格
sweeps
次数，减少资源浪费）。
※
Current
deformed position
对于拉格朗日问题选择
※
Position from
previous adaptive mesh increment
对于欧拉问题选择
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