شبیه سازی مخزن هوایی حاوی آب تحت بار زلزله با نرم افزار آباکوس Abaqus

۹۵,۰۰۰ تومان

به طور کلی در فیلم آموزشی شبیه سازی مخزن هوایی حاوی آب تحت بار زلزله با موارد زیر در نرم افزار آباکوس (Abaqus) آشنا می شوید.

• مدل سازی قطعات به صورت Shell، Wire و Solid و روش های مدل سازی مانند Extrusion و Revolution
• تعریف رفتار الاستیک مواد و تعریف سیال به کمک معادله حالت و ایجاد مقاطع مناسب و نسبت دادن آن به قطعات مختلف
• نحوه مونتاژ کردن قطعات نسبت به یکدیگر و ابزارهای مختلف مونتاژ کاری مانند انتقال، چرخش و قیود
• نحوه تنظیمات روش دینامیکی Explicit و اعمال Mass Scale برای سرعت بخشیدن به روند حل مسئله
• نحوه اعمال تماس بین قطعات مختلف و تعریف ویژگی های تماسی مانند تماس بین مخزن و سیال و همچنین تعریف اتصال جوشی بین قطعات مانند تماس بین پایه ها و مخزن
• نحوه اعمال شتاب زلزله به مخزن و تعریف تغییرات شتاب به صورت وابسته به زمان
• تعیین نوع و ابعاد المان ها و ایجاد شبکه بر روی مدل هندسی قطعات مختلف
• انجام تنظیمات روش حل به صورت موازی و اجرای روند حل مسئله
• تحلیل نتایج خروجی و استخراج داده های مورد نظر

مدت زمان فیلم آموزشی : 39 دقیقه

مدرس فیلم آموزشی : احمدزاده

زبان فیلم آموزشی : فارسی

ضمیمه فیلم : فایل ورودی نرم افزار آباکوس

شناسه محصول: ٍٍّّEF35 دسته:

توضیحات

در روش های قدیمی آنالیز لاگرانژین، گره ها نسبت به ماده در جای خود ثابت هستند و المان همان طور که ماده تغییر شکل پیدا می کند دچار تغییر شکل می شوند. المان های لاگرانژین همواره صد در صد از یک ماده تشکیل شده اند بنابراین با شرایط مرزی ماده محدود به محدوده المان است.
در روش آنالیز اویلرین گره ها در جای خود ثابت هستند و ماده در آنها حرکت کرده یا تغییر شکل می دهد. المان های اویلرین ممکن است که صد در صد از یک ماده تشکیل نشده باشند و ممکن است که از چندین ماده و یا از فضای خالی (Void) تشکیل شده باشند. بنابراین شرایط مرزی هر ماده اویلرین باید در هر بازه زمانی حل، محاسبه شود و مزر هر ماده مشخص شود. مش اویلرین معمولا به شکل المان های مکعب مستطیل منظم هستند که باعث می شود راحت تر درصد هر ماده و مرز آن را در یک المان مشخص گردد. اگر ماده از محیط مش بندی خارج شود از دامنه محاسباتی نیز خارج می گردد.
ماده اویلرین می تواند با ماده لاگرانژین در تماس باشد که این نوع از تماس به تماس اویلرین لاگرانژین معروف است. این از تماس در آنالیز های کوپل اویلرین – لاگرانژین مورد استفاده قرار می گیرد. این ابزار قدرتمند این امکان را ایجاد می کند که بتوان بسیاری از مسائل چند فازی از جمله تماس سازه با سیال را حل کرد.
روش آنالیز اویلرین برای حل مسائلی که تغییر شکل های بسیار زیاد وجود دارد مانند سیالات مناسب است. در این گونه از مسائل المان های روش های قدیمی لاگرانژین دچار تغییر شکل شدید می شوند و دقت خود را از دست می دهند. مسائل شامل سیال های لزج، جریان گازها و مسائل نفوذ می توانند با دقت مناسبی با روش اویلرین حل شوند. تماس اویلرین – لاگرانژین نیز این امکان را ایجاد می کند بتوان تماس بین ماده اویلرین و لاگرانژین را تعریف کرد که خود کاربرد این روش را بسیار گسترده تر می کند.
پیاده سازی روش اویلرین در نرم افزار ABAQUS بر اساس روش “حجم سیال” می باشد. در این روش موقعیت ماده اویلرین در محیط مش بندی با محاسبه کسر حجمی اویلرین در هر المان مشخص می شود. یا این تعریف اگر یک المان به طور کامل از یک ماده پر شود مقدار کسر حجمی اویلرین آن یک و اگر ماده ای در آن قرار نگیرد کسر حجمی اویلرین آن صفر می باشد.
المان¬های اویلرین ممکن است شامل بیش از یک ماده باشد که کسر حجمی اویلرین هر کدام از این مواد در هر بازه زمانی محاسبه می شود. اگر مجموع تمام مقدار کسر حجمی اویلرین یک المان کمتر از یک باشد مقدار باقی مانده به طور اتوماتیک از Void پر خواهد شد که ماده Void استحکام و جرم ندارد.
داده های مربوط به کسر حجمی اویلرین برای هر ماده در یک المان محاسبه می شود. در هر بازه زمانی از حل، مزر هر ماده با استفاده از این داده ها مشخص می شود. در این روش در هر بازه زمانی مرز بین هر دو ماده اویلرین با استفاده از یک صفحه صاف مشخص می شود (روش اویلرین تنها برای المان های سه بعدی به کار برده می شود). این فرض یک یک مرز تقریبی را برای هر ماده در نظر می گیرد که آن ماده را از ماده ای که درهمسایگی آن قرار می گیرد تفکیک می کند. بنابراین مش بندی مربوط به روش اویلرین باید یک مش کاملا منظم باشد.
نحوه حل در معادلات اویلرین بر اساس تقسیم بندی معادلات حاکم (Governing Equation) می باشد. در روش لاگرانژین، در هر بازه زمانی گره ها نسبت به ماده ثابت در نظر گرفته می شوند و المان ها با ماده تغییر شکل می دهند، در حالی که در روش اویلرین در هر بازه زمانی تغییر شکل المان محاسبه شده ولی تغییر شکل به المان اعمال نمی شود و به نوعی Remeshing اعمال می شود. ماده نیز بین هر المان و المان های همسایه خود در هر بازه زمانی جابه جا می گردد.
در آنالیز های لاگرانژین در انتهای هر بازه زمانی، یک تلورانس برای مشخص کردن المان هایی که تغییر شکل ناچیز دارند در نظر گرفته می شود. این تست باعث می شود که المان هایی که تغییر شکل ندارند و یا کوچک هستند در آنالیز غیر فعال باشند؛ بنابراین کارایی و سرعت آنالیز افزایش پیدا می کند. در واقع این المان ها جز دامنه محاسباتی نیستند و محاسباتی بر روی آنها صورت نمی گی مواد اویلرین با یک رفتار چسبنده با یکدیگر در تماس هستند. این نوع از رفتار چسبندگی به خاطر یک فرض جنبشی در نظر گرفته شده است که یک محدوده مجزا کرنشی به همه مواد یک المان اعمال می شود. تنش کششی می تواند بین دو ماده اویلرین که با هم در تماس هستند منتقل شود و هیچ گونه لغزشی بین آنها رخ ندهد. این نوع از تماس اویلرین – اویلرین در بعضی از شرایط توجیه پذیر است. به عنوان مثال برای شبیه سازی نفوذ یک گلوله در یک صفحه فلزی، این نوع از تماس مناسب است. سایش گلوله بر روی سطح صفحه فولادی به صورت یک رفتار چسبنده در تماس دو ماده اویلرین عمل می کند. جابه جایی نسبی در این تماس اویلرین – اویلرین تنها بر اثر برش در ماده صورت می گیرد. اگر یکی از قطعات تماسی به صورت لاگرانژین مدل سازی شود، تماس های پیچیده تری قابل تعریف است. این قابلیت بسیار این امکان را ایجاد می کند که بتوان تماس سیال با سازه را شبیه سازی کرد.
در تماس اویلرین – لاگرانژین، سازه لاگرانژین فضای Void را در داخل مش اویلرین پر می کند. الگوریتم تماس به صورت اتوماتیک تماس بین سازه لاگرانژین و ماده اویلرین را شناسایی و محاسبه می کند. در این روش سازه و سیال به طور مجزا مش بندی می شوند. مش بندی سیال همان طور که قبلا نیز گفته شد مش منظم مکعبی است که این نوع از مش بندی بسیار ساده می¬باشد.
اگر ماده لاگرانژین در شروع آنالیز در درون ماده اویلرین قرار گرفته باشد، باید در شروع آنالیز در المان های اویلرین که در داخل ماده لاگرانژین قرار می گیرند، Void در نظر گرفته شود. در حین آنالیز اگر ماده اویلرینی در داخل ماده لاگرانژین قرار گرفته باشد به سمت بیرون ماده لاگرانژین هدایت می شود و جای آنها با Void جایگزین می شود. همچنین از نفوذ مواد اویلرین به داخل ماده لاگرانژین نیز جلوگیری می شود. این نوع از فرمول بندی این تضمین را ایجاد می کند که دو ماده، یک موقعیت در فضا را اشغال نکنند.
اگر سازه لاگرانژین در ابتدای آنالیز خارج از دامنه مش بندی اویلرین قرار بگیرد، باید حداقل یک لایه Void در مزر دامنه مش بندی اویلرین قرار گیرد. این کار باعث می شود یک سطح آزاد در محیط مش بندی ایجاد شود. معمولا تعداد چند لایه Void در بالای سطح آزاد در نظر گرفته می شود تا مقدار پاشش آب و تغییر شکل سطح آزاد آب نیز شبیه سازی شود.
شکست و خوردگی را نیز می توان در تماس اویلرین – لاگرانژین در نظر گرفت. اگر در المان های لاگرانژین، در اثر شکست یا خوردگی سوراخی ایجاد گردد، ماده اویلرین که با سطح در تماس است، در سوراخ شروع به حرکت می کند.
در بعضی از مسائل دامنه سیال بسیار بزرگ می باشد که برای حل اینگونه از مسائل محیطی که باید مش بندی شود، بسیار بزرگ است و این در حالی است که تعداد کمی از المان ها ممکن است شامل سیال باشند؛ که باعث می شود حجم محاسباتی زیاد شده و زمان آنالیز بسیار طولانی باشد. قابلیت جابه جایی محیط مش بندی اویلرین و همچنین منبسط یا منقبض شدن آن، باعث انعطاف در سایز محیط مش بندی شده و به طبع حجم محاسباتی را بسیار کاهش می دهد چون دامنه مش بندی شده بر اساس حرکت جسم داخل آن بزرگتر یا کوچکتر می شود.
زمانی که از جابه جایی مش استفاده شود، محیط مش بندی شده سیال قابلیت دنبال کردن یک سطح دیگر که معمولا محیط لاگرانژین می باشد را دارا است. جابه جایی مش دارای شش درجه آزادی است و این امکان وجود دارد که در هر جهت حرکت آن را مقید کرد. علاوه بر حرکت در شش جهت، محیط مش بندی شده، قابلیت منقبض یا منبسط شدن را نیز دارا می باشد.
در این فیلم آموزشی یک مخزن هوایی حاوی سیال آب که تحت بار زلزله Artificial قرار دارد به روش اویلرین – لاگرانژین و به صورت کوپل سازه و سیال به کمک نرم افزار آباکوس (Abaqus) شبیه سازی گردیده است. آب با استفاده از معادله حالت مدل سازی گردیده و از روش دینامیکی Explicit برای حل مسئله استفاده شده است. شتاب ثبت شده توسط شتاب نگاشت به پایه های مخزن هوایی اعمال گردیده و الگوی جریان داخل مخزن و استحکام سازه مورد بررسی قرار گرفته است. مخزن و پایه اصلی آن به صورت Shell و پایه های جانبی به صورت Wire مدل سازی گردیده است. تماس بین پایه ها و مخزن با اتصال جوشی در نظر گرفته شده است. جنس قطعات سازه ای از استیل در نظر گرفته شده است و خواص الاستیک آن و اثرات جرمی آن لحاظ شده است. آنالیز در مدت زمان 10 ثانیه صورت گرفته است و از Mass Scale برای سرعت بخشیدن به روند حل استفاده شده است.

نمونه کوتاهی از فیلم آموزشی

دیدگاهها

هیچ دیدگاهی برای این محصول نوشته نشده است.

اولین نفری باشید که دیدگاهی را ارسال می کنید برای “شبیه سازی مخزن هوایی حاوی آب تحت بار زلزله با نرم افزار آباکوس Abaqus”

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

Translate »