ALE and fluid-structure interaction capabilities in LS-DYNA

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ALE and fluid-structure interaction capabilities in LS-DYNA

Souli, M. / Olovson, L.

Ein neuer Euler-Lagrange-Koppelalgorithmus und verbesserte Mehrstoff-ALE-Möglichkeiten haben das Programmsystem LS-DYNA zu einem effizienten Werkzeug für die Analyse großer Verformungsprozesse gemacht. Der willkürliche Mehrstoff-Lagrange-Euler-Ansatz besitzt Vorteile. Durch eine gesteuerte Translation, Rotation und Verformung der Mehrstoffmasche kann der Massenstrom zwischen den Elementen minimiert und die Maschengröße kleiner gehalten werden als in einem Euler-Modell. Ein neuer Euler-Lagrange-Koppelalgorithmus wurde in der Version 950 von LS-DYNA abgearbeitet. Der Algorithmus ist penaltybasiert und ist definiert zur Erhaltung der Gesamtenergie des Systems. Besprochen werden einige Anwendungsbeispiele: 1. Stufenrückströmung - Das Problem wurde wegen der Verfügbarkeit einer großen Anzahl numerischer und experimenteller Ergebnisse ausgewählt. Versuche zeigen, daß die Strömung für ein höheres Seitenverhältnis der Meßstrecke und bei kleinen oder moderaten Reynolds-Zahlen im Austrittsquerschnitt zweidimensional und voll entwickelt ist. Die LS-DYNA-Ergebnisse werden mit Versuchsergebnissen für die Länge L der Wiederanlegung der Strömung und für unterschiedliche Reynolds-Zahlen verglichen. 2. Schmiedemodell - Ein kleines Schmiedeproblem wurde mit dem Zweck gelöst, die Ergebnisse des Mehrstoff-Ansatzes mit denen durch einen reinen Lagrange-Ansatz erhaltenen zu vergleichen. 3. Elastischer Stoß einer Kugel - Das Problem demonstriert die Möglichkeiten des LS-DYNA-Euler-Lagrange-Koppelalgorithmus bei Stoßproblemen. Eine elastische Kugel stößt mit einer Anfangsgeschwindigkeit gegen eine starre Wand. 4. Airbag-Simulation - Zur Lösung des Eulerschen Airbag-Problems wurde der Euler-Lagrange-Koppelalgorithmus in LS-DYNA verwendet.