本章介绍RADIOSS Block里3种不同的气囊模型,分别是经典的均压气囊模型(Type AIRBAG)、多腔室均压气囊模型(Type COMMU)和有限体积气囊模型(Type FVMBAG)。在RADIOSS Block里,它们属于不同类型的监测体积(Monitored Volume)模型。
气囊领域的研究,尤其是气囊展开过程的研究涉及结构动力学、气体热动力学和流体力学等学科,是一门专业性跨度较大的学科,更详细的技术细节,请查阅HyperWorks帮助文档/MONVOL卡片相关介绍,或者咨询Altair中国区技术支持部(support@altair.com.cn)。
本章重点知识
19.1 监测体积(Monitored Volume)
19.2 经典均压气囊模型(AIRBAG Type)
19.3 均压多腔室流动气囊模型(Type COMMU)
19.4 有限体积法气囊模型(FVM Type FVMBAG)
19.5 参考度量与气囊折叠
19.6 实例教程—使用HyperCrash进行气囊折叠(www.xing528.com)
19.7 实例教程—气囊展开仿真
19.8 本章小结
由于气囊(或者称做气袋)独特的缓冲性能,在工业领域应用非常广泛,如汽车轮胎、汽车安全气囊、汽车空气弹簧、船舶空气护舷、包装用气体包装袋等。从技术方法的角度,RADIOSS Block提供了3种可用于气囊建模的方法。
(1)均匀压力(Uniform Pressure,UP)法:是气囊领域研究最早使用的方法,也是常用的方法。它使用封闭的监测体积定义,假定体积内部各处的压力和温度是相同的(即均匀的),气体属性、喷气口、泄气孔、喷射效应都在监测体积里定义。
(2)耦合欧拉拉格朗日(Coupled Euler Lagrange,CEL)方法:气囊浸没在空气域(欧拉域)里,气囊的织物使用FSI与欧拉域进行耦合,气流使用ALE(Arbitrary Lagrange Euler)格式计算。
(3)有限体积法(Finite Volume Method,FVM):气囊内部的气体网格由RADIOSS自动进行划分,并在气囊展开过程中自动重划分,气囊的定义同均匀压力法。气流使用ALE格式计算。
由于CEL方法的计算效率很低,实际工业领域很少采用这种方法,故本章不介绍该方法。同时,经典均匀压力方法的均匀压力假设在某些实际工程问题中体现出局限性,RADIOSS Block在它的基础上开发了改进型的均压气囊模型,即均压多腔室流动气囊模型,在一定程度上弥补了均一压力假设带来的固有缺陷。而有限体积法气囊则是RADIOSS Block独有技术之一,由于内部气流采用的是ALE格式计算,气流的流动计算和喷射效应计算精度高于均匀压力法;同时不需要用于浸没气囊的欧拉域网格,气囊内部气体网格由RADIOSS Block自动生成,建模简单且计算效率和速度明显好于传统的CEL方法。
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