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ALE
方法详解及各选项卡参数意义与设置<
/p>
（
ABAQUS/Explicit<
/p>
）
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
A
LE
过程可以分为若干个网格
remesh
子过程，
而每一次
remesh
的
过程可
以分为一下两步：
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
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
生成的新网格成功与否则在于对这两步的控制
首先来看第
1
个大部分
--
对整个
adaptiv
e remesh
过程控制：
包括两个方面：一个是对
adaptive
< br>remesh
过程的算法控制，另一个对
adaptiv
e
mesh
过程
强度的控制
1.
对
adaptive
remesh
的算法控制
算法控制包
括两部分算法控制，其一为网格算法控制，其二为变量转换算法控制
< br>（
1
）网格重画算法控制：
<
/p>
在
ABAQUS
中是如何生成新网格的呢
？
即使用网格扫掠技术（
mesh
sweep
technique
）
，
每
sweep
一次，生成一套新的网格。但
是当你使用的算法不同时，
sweep
出来的网格也是不同
的，打个不是很恰当的比方：用不同
的工具做同一件东西，做出来的质量与精度会不一样
，同样，用不同的算法来
sweep
网格，
得到的网格质量也会不一样。
在
ABAQUS
显示模块中，
sweep
算法用英语来说就是
mesh smoothing method,
< br>有三种算
法来
sweep
网格，
如下所示：
1
）体积算法（
volume
smoothing
）
该算法十分健壮，为默认算法，再绝大多数情况下适用
2
）拉普拉斯算法（
laplacian
smoothing
）
耗费资源最少的算法，能力一般，
作用与体积算法类似（一阶算法，类似于求平均
值）
，对于曲率
比较高的曲线曲面边界时，效果不是很理想
3
）
.
等位算法（
equipo
tential smoothing
）
比较复
杂的算法，是基于拉普拉斯算法的解之上的算法，对曲率较大的曲线曲面边
界效果较好，
在节点被非结构化网格包围时，次算法为推荐算法，若节点被结构化
网格包围，其效果与
体积算法类似。
三种算法可以结合适用，利用权重值来定义，需要记住的是，三种算法各占的权值加
起来必须等于
1
。
在
ABAQUS CAE
中，在
step
模块中定义
选项卡如下所示：
（
2
）变量
转换算法控制：
在
ABAQUS
中是如何将旧网格中的环境变量转换到新网格中的呢？
即使用
remapping
技术，
对于静变量
（应力场，
应变场，
位移场等）
的转换
（
advecti
on
）
，
有两种算法即为一阶算法（<
/p>
first
order
）与（
second
order
）算法，
second order
算法适用于所
有问题，为推荐算法，一阶算法比较简单，占资源少，速度快；对
于动变量（速度，加速度
等）
转换
（<
/p>
momentum advection
）
，
也有两种算法，
element center
projection method
与
half-index
shift method
，前者为推荐算法，选择前者就
ok
了，如果想仔细研究，查查
ABAqu
s
文档就
可以了，里面写的很清楚。
在
ABAQUS CAE
中，在
step
模块中定义
选项卡如下所示：
2.
对
adaptive
remesh
过程强度控制
在
ABAQUS
中如何对
adaptive r
emesh
过程的强度进行控制呢？？这就涉及到一下几个
参数
。
（
1
）<
/p>
Frequency
控制（频率控制）
，
主要是对整个
step
time
中网格
remesh
的次数进行
控制。
Remesh
次数
n
可以由
n=Increment number /Freq
uency
来表达其意义，当
frequency
的
值为
i
时，表示每
i
个增量步进行一次
remesh
；
一个典型的
ALE<
/p>
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，
ad
aptive 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
。
（
2
）
Mesh Sweeps
参数控制，当该参数的值为
n
时，每一个
remesh
过程将对网
格进行
n
次
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。
那么，我们先来理解一下
sweep
的概念，每
sweep
一次，
abaqus
将利用我们设置好的<
/p>
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
sweep
，就像我们求解方
程时迭代的概念是一样的。
就这样一直
swe
ep
下去直到
sweep
的次数达到<
/p>
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。
在
ABAQUS CAE
中，在
step
模块中定义
选项卡如下所示：
接下来看第二个部分：对
adaptive
remesh
其他方面控制
主要包括以下几个参数设置：
（
1
）
smoothing algorithm
参数设置：
选项：
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
sweep
算法（前面提到的三种算法）进行
增强，目的是为了保证
a
daptive
remesh
过程的健壮性，为推荐选项，选它就行了
选项：
conventional
smoothing
利用我们定义好的算法进行计算，无几何增强。
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