Civil Engineering Reference
In-Depth Information
Adaptive Netzglattung mittels ALE-Technik
Problem
: Trotz homogenen Ausgangsnetzes kommt es wahrend der Analyse zu (lokal)
sehr stark verzerrten (entarteten) Elementen
:
•
Konvergenzprobleme
•
Schlechte Ergebnisqualitat
•
Reduktion des stabilen Zeitschrittes bei expliziter Analyse
Losung: Adaptives Vernetzen mittels ALE-Technik (Arbitrary Lagrangian-Eulerian):
•
Mischung aus Lagrangescher und Eulerscher
Vernetzungstechnik:
-
Bei einem
Lagrangeschen Netz
verfor-
men sich Elemente zusammen mit dem
Material (Strukturmechanik).
-
Bei einem
Eulerschen Netz
fließt das Ma-
terial durch ein starres Gerust von Fini-
ten Elementen (Stromungsmechanik).
-
ALE-Technik:
Lagrange-Ansatz fur die
Rander
(Oberflachennetz) sowie Euler-
Ansatz fur die innenliegenden Elemente
•
Netz-Topologie
andert sich nicht: kein Ein-
fugen oder Loschen von Elementen.
•
Die Haufigkeit der Netzglattung kann vom An-
wender vorgegeben werden, z.B. nach jeweils
funf Inkrementen.
Bei grenzuberschreitendem Materialfluss las-
sen sich auch Eulersche Randbedingungen ein-
setzen.
Varianten:
•
Anpassung des Netzes an die Ausgangskonfiguration (das Ausgangsnetz)
•
•
Volumetrische Glattung
•
Kombination beider Methoden
Anwendungen:
•
Zerspanvorgange
wie Bohren, Drehen und Frasen (Eulersche Randbedingungen)
•
Umformsimulationen
•
Berechnung von Schweißvorgangen
•
Abriebsimulationen
(Bodenmechanik, Reifenmechanik)
•
Allgemeine Kontaktprobleme (insbesondere im Rahmen der Kurzzeitdynamik)
Die ALE-Technik wird haufig mit der
CEL-Technik
(Coupled Eulerian-Lagrangian)
verwechselt, bei der eine Kopplung von Eulerschen und Lagrangeschen Elementen vor-
genommen wird. Im Gegensatz zur ALE-Methode dient der CEL-Ansatz vor allem der
Simulation von Fluid-Struktur-Interaktionen.
