本文將主要介紹LS-DYNA R14.0即2023R1部分新功能。主要涵蓋基于FMI聯(lián)合仿真、壓電材料、模型轉(zhuǎn)換、S-ALE、2D S-ALE，以及ALE等領(lǐng)域的新功能更新介紹。
對于目前Intel MPI, platform MPI和 Open MPI，本系列將詳細(xì)介紹LS-DYNA OneMPI的策略，CPM安全氣囊仿真的新功能，與熱求解器耦合，引入節(jié)點(diǎn)接觸力去評估對氣囊泄氣性的影響。對于SPH齒輪箱和涉水仿真方面，實(shí)現(xiàn)了大量新功能。針對EM solver電磁求解器，拓展了與結(jié)構(gòu)耦合的功能，在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。ICFD求解器新增了Block Low-Rank分解求解器，與DEM耦合的新功能，尤其針對實(shí)體單元。CESE增加針對混合多相求解器和兩相求解器的多相FSI功能。NVH方面添加了很多新的聲學(xué)功能，例如新的關(guān)鍵字
*FREQUENCY_DOMAIN_ACOUSTIC_DIRECTIVITY，還有隨機(jī)振動SSD ERP和d3max等等。Ansys Forming出色的仿真功能，較以往工具有了很大的提升。
*COSIM_FMI關(guān)鍵字更新用于基于FMI聯(lián)合仿真
● 在模型描述文件中為所有導(dǎo)出變量添加ModelStructure, causality= " outputs "，一些遵從性檢查需要為所有輸出變量添加ModelStructure
●?輸出更多細(xì)節(jié)到FMU的xml描述文件:git-build-id，創(chuàng)建時間和日期
●?修復(fù)Windows下FMU 1.0的兼容性問題
●?允許涉及多個FMU的聯(lián)合仿真
●?允許與不同版本的FMU進(jìn)行聯(lián)合仿真，F(xiàn)MI1.0和FMI2.0，僅限Linux
●?增加安全氣囊壓力，體積和溫度出口
●?使交換變量數(shù)組的大小靈活，以適應(yīng)巨大的模型
新版本修復(fù)
●?當(dāng)使用*contact_tied關(guān)鍵字連接兩個單元時，只有其中一個是壓電材料
●?特征值計算
●?20節(jié)點(diǎn)六面體單元
*INCLUDE_TRANSFORM
●?將*INCLUDE_TRANSFORM應(yīng)用到*MAT_ADD_PZELECTRIC
●?添加電荷變換因子FCTCHG，目前僅適用于MAT_ADD_PZELECTRIC
壓電材料的BOUNDARY_NON_REFLECTION
●?啟用20節(jié)點(diǎn)六面體單元
●?修復(fù)了TET10單元的錯誤，其中部分區(qū)域無法定位其相關(guān)單元
●?修復(fù)了當(dāng)CPU不涉及任何壓電邊界條件時發(fā)生的MPP錯誤
關(guān)鍵字*NODE_TRANSFORM中新增處理順序的IMMED選項(xiàng)。
新增關(guān)鍵字*ALE_STRUCTURED_MULTI-MATERIAL_GROUP，該關(guān)鍵字優(yōu)勢包括：
●?無需定義“單獨(dú)的材料關(guān)鍵字*MAT”和“單元屬性關(guān)鍵字*SECTION”
●?每種流體都可以以一種更簡潔的方式擁有自己的參考壓力定義(PREF)
●?使用字符串來指代流體，更不容易出錯
●?2D設(shè)置更簡易：添加_AXISYM(軸對稱)或_PLNEPS(平面應(yīng)變)
*所有包含“AMMGID”字段的ALE關(guān)鍵字現(xiàn)在支持字符串類型“AMMGNM”(ammg name)，避免了原先需要同步修改過程中可能出現(xiàn)的輸入錯誤。
可用邊界條件
●?EQ.FIXED：面上的所有節(jié)點(diǎn)在所有方向上都是固定的
●?No flow：禁止氣流通過端面
●?EQ.SYM：面是對稱平面(與NOFLOW相同)
●?Nonrefl：無反射邊界條件
在關(guān)鍵字讀取階段進(jìn)行內(nèi)部轉(zhuǎn)換的類宏關(guān)鍵字。該關(guān)鍵字可以翻譯成幾個不同關(guān)鍵字的組合，包括*SET_NODE_GENERAL(帶SALEFAC選項(xiàng))、*SET_SEGMENT_GENERAL(帶SALEFAC選項(xiàng))、*BOUNDARY_SPC_- SET和*BOUNDARY_NON_REFLECTING。
使用LAG固體單元部件進(jìn)行體積填充
PARTSET：拉格朗日結(jié)構(gòu)。在3D中，這個結(jié)構(gòu)是使用殼單元定義的。這些殼層單元形成了一個容器。我們用某種ALE液體填充容器的內(nèi)部。
最新進(jìn)展：現(xiàn)在用戶想要填充實(shí)體部分的內(nèi)部，即填充該實(shí)體部分所占用的空間。
上圖顯示了一個由實(shí)體單元建模的LAG結(jié)構(gòu)：一個受爆炸載荷影響的目標(biāo)。我們想用“靶內(nèi)空氣”來填充固體部分所占的空間。此前的做法是，用戶需要在實(shí)體部件的表面構(gòu)造一個假外殼部件，然后反過來。而現(xiàn)在代碼中可以自動完成。
S-ALE中熱求解功能的增強(qiáng)。真空部分填充S-ALE單元的不穩(wěn)定性和錯誤溫度，在熱平流中實(shí)現(xiàn)了新的算法來解決這個問題。
S-ALE的映射比重啟動支持得更好，建議對S-ALE優(yōu)先考慮映射來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的完全重啟動?？梢杂成銼-ALE單元?dú)v史變量、節(jié)點(diǎn)屬性。在第一次計算中，進(jìn)行純S-ALE，并在第二次計算中添加LAG部分。(不支持FSI歷史變量的重新映射)
網(wǎng)格修剪，以減少單元數(shù)量。網(wǎng)格修剪是將S-ALE單元從關(guān)注的域中修剪出來。隨著單元數(shù)量的減少，計算時間也會相應(yīng)等比例縮短。對于上圖展示的模型中，修剪前的單元數(shù)為233,245，修剪后單元數(shù)43,045，減少到原來的1/6，計算時間也縮短為原來的1/6。
*ALE_STRUCTURED_FSI用于2D(自動支持侵蝕Eroding算法)
在二維中，拉格朗日結(jié)構(gòu)定義可以來自梁或殼
●?單元表達(dá)
? ?◆二維平面應(yīng)變：梁單元形式7；殼單元形式13
? ?◆二維軸對稱：梁單元形式8；殼單元形式14/15
●?耦合曲面段生成
◆梁單元：直接由梁單元生成的segment（注：梁單元法線必須對準(zhǔn)，使其指向要耦合的流體）
◆不可侵蝕殼單元：選擇表面段生成耦合段
◆可侵蝕的外殼單元：內(nèi)部的segment也會產(chǎn)生，當(dāng)暴露時會被激活
該案例展示了某楔形結(jié)構(gòu)沖擊過程。
關(guān)鍵字*ALE_MESH_INTERFACE和*INITIAL_LAG_MAPPING可以將ALE運(yùn)行的最后一個周期數(shù)據(jù)映射到拉格朗日運(yùn)行(經(jīng)典有限元模型)的四面體網(wǎng)格。四面體網(wǎng)格的選擇，在其變形結(jié)構(gòu)的ALE材料后，ALE變形材料的數(shù)據(jù)初始化為拉格朗日四面體網(wǎng)格。圖中案例為爆炸形成彈丸過程。
*ALE_MAPPING_FROM_LAGRANGIAN將拉格朗日部分轉(zhuǎn)化為ALE group。圖中測試案例為全金屬外殼子彈撞擊一個實(shí)心的圓柱形鋼結(jié)構(gòu)。第一個拉格朗日運(yùn)行的最后一個周期創(chuàng)建了一個映射文件，第二個ALE模型可以讀取該文件進(jìn)行初始化。拉格朗日數(shù)據(jù)被映射到ALE單元和節(jié)點(diǎn)。
●?T=0ms時，第一次運(yùn)行：與拉格朗日六面體(*SECTION_SOLID elform=1)的全金屬護(hù)套子彈(2部分)以300米/秒的速度向圓柱體運(yùn)動
●?T=23ms時，在撞擊前，2個子彈部分變成2個ALEgroup
●?第二次運(yùn)行：由2個ALEgroup組成的全金屬護(hù)套子彈填充ALE網(wǎng)格(*SECTION_SOLID elform=11)，并在與圓柱體碰撞時變形
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