基于LSDYNA模拟的SPH方法：双水射流与单水射流冲击混凝土视频录制对比分析

视频录制 基于lsdyna的双水射流和单水射流冲击混凝土对比(sph方法)开篇先甩个实际现象混凝土被高压水射流冲得稀碎这事儿本质上就是个暴力美学现场。最近在LS-DYNA里用SPH方法折腾双水射流和单水射流的对比发现这玩意儿比单纯看《流体力学》教材刺激多了。先给没玩过SPH的小伙伴打个比方——这货就像把流体切成无数个会自嗨的粒子团每个粒子都自带社交属性相互作用力。在k文件里定义水射流的时候得特别注意SPH粒子的初始化姿势*PART $# title Water_Jet $# pid secid mid eosid hgid grav adpopt tmid 1 1 1 1 0 0 0 0 *SECTION_SPH 1 2 0 0 7.8 7.8 *MAT_NULL 1 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 *EOS_GRUNEISEN 1 1000.0 1647.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0这段代码里最骚的操作是用NULL材料配Gruneisen状态方程相当于给水粒子套了个看起来像水但实际是代码马甲的皮肤。注意看密度参数1647这数儿可不是拍脑袋来的实测调参时低于1500会导致射流像个蔫儿了的滋水枪。双射流的布局绝对是个技术活儿——两个射流间距小于三倍直径时会触发基友合体技。在CONTACT_SPH里设置自接触时摩擦系数要是超过0.3计算中途准给你表演粒子大逃杀*CONTACT_SPH_SYM 1 0 0 0 0 0 0 0 $# psid msid sscale mscale p1 p2 p3 p4 0 0 1.0 1.0 0.3 0.0 0.0 0.0重点看p10.3这个摩擦值试过0.5的话粒子会像跳跳糖似的到处乱崩。双射流的最佳夹角在15-30度之间角度太小变平行线没互动太大直接对冲成泼水节。视频录制 基于lsdyna的双水射流和单水射流冲击混凝土对比(sph方法)看损伤云图时有个反直觉现象单射流的最大等效应力出现在接触面后方1.2mm处而双射流却在交汇区形成个应力甜甜圈。混凝土的MATJOHNSONHOLMQUIST参数里损伤参数D1调到1.2时裂缝分叉效果最带感*MAT_JOHNSON_HOLMQUIST_CONCRETE 3 2.400000 0.8 0.8 0.0 0.0 0.0 0.0 $# a b c nfs shear t 0.79 1.6 0.007 0.61 17.0 4.0 $# d1 d2 k1 k2 k3 fs 0.04 1.2 85.0 -171.0 208.0 0.7重点盯着D10.04和D21.2这俩参数它们控制着混凝土从我还能抢救到彻底摆烂的临界点。当双射流峰值压力突破250MPa时损伤区域会出现类似血管造影的树状分形结构。算到最后发现个真理双射流不是简单的112。在侵蚀深度指标上双射流比单射流提高了78%但计算耗时直接翻倍。有个取巧办法是把SPH粒子尺寸从0.5mm调到0.8mm结果误差不到5%却能省40%算力——这买卖划算。最后皮一下下次要是看到谁家水刀切混凝土费劲记得提醒他别死磕压力泵试试让两个射流先拜把子再干活。毕竟在数值仿真的世界里搞CP是真的能提高杀伤力的。