LS-DYNA爆炸模拟资料及技术问答汇总专帖

wyc412721

注：本帖属于资料及技术问题讨论帖，感谢辛苦之类的话就不要留言了。


1、爆炸模拟的一般过程

（1）首先要有一个总体思路，怎样把爆炸程转化为程序模型（明白该怎样建立自己的模型，选取材料模型，采用哪儿种算法计算求解），这一步很重要，直接关系计算结果的合理性。
（2）前处理，包括：画图、建模、划分网格、定义边界及约束条件、设定分析控制选项、输出K文件等。
（3）有些前处理不支持LS-DYNA的K文件中关键字，需修改完善K文件（注：K文件的中关键字格式十分重要，需要注意）。
（4）计算求解。如果有错误终止计算，根据错误提示，查找并修改出错的地方，使计算正常结束。
（5）后处理。结果分析，提取自己关心的数据，写报告。

2、爆炸模拟的方法

（1）共用节点算法模拟爆炸
（2）接触耦合算法模拟爆炸
（3）流固耦合算法模拟爆炸
（详见白金泽《LS-DYNA3D理论基础与实例分析》）

3、推荐资料

（1）时党勇《基于ANSYS/LS-DYNA8.1进行显式动力分析》，论坛有电子版（不全），该书重点给出了18个经典算例的操作求解过程，主要是通过GUI建模，非常适合于初学者。

（2）白金泽《LS-DYNA3D理论基础与实例分析》，第五章介绍了爆炸模拟常用的方法及建模过程，主要通过有命令流建模，并对比了三种方法的特点。

（3）赵海鸥《LS-DYNA动力分析指南》中介绍了流固耦合算法和爆炸模拟，侧重介绍关键字。

（4）尚晓江《ANSYS_LS-DYNA动力分析方法与工程实例》，有一章分别介绍关键字和工程爆破问题。

（5）LS-DYNA关键字手册

——————————————————————————————————————
                                       以上资料都可在公共邮箱中下载
                                 ls_dyna2010@163.com，密码：1234560
——————————————————————————————————————

（6）爆炸方面的理论知识，《爆炸动力学及其应用》、《凝聚炸药起爆动力学》、《爆轰理论基础》、《水下爆炸》、《猛炸药爆轰学》
http://forum.simwe.com/thread-937808-1-1.html

（7）应用DYNA3D进行爆炸分析
http://forum.simwe.com/thread-149918-1-1.html
（8）一篇炮轰模拟培训的ppt


（9）一篇模拟爆炸的英文文献《SIMULATION OF LANDMINE EXPLOSION  USING LS-DYNA3D SOFTWARE》
http://forum.simwe.com/thread-858248-1-1.html

（10）有关水下爆炸网格划分的一篇综合文章
http://forum.simwe.com/thread-98381-1-1.html

（11）论文资料
http://forum.simwe.com/thread-862702-1-1.html


4、论坛中爆炸模拟的作品和算例（含K文件）

（1）用ALE方法做的爆炸模型
http://forum.simwe.com/thread-200786-1-1.html

（2）ls-dyna 水下爆炸对结构的冲击经典算冽
http://forum.simwe.com/thread-591737-1-1.html

（3）柱壳内部爆炸的例子
http://forum.simwe.com/thread-436995-1-1.html

（4）带水容器壁在爆炸荷载作用下的耦合
http://forum.simwe.com/thread-498473-1-1.html

（5）爆炸成型弹丸侵彻钢靶的ALE 算法
http://forum.simwe.com/thread-335956-1-1.html

（6）爆炸模拟的算例
http://forum.simwe.com/thread-112776-1-1.html

http://forum.simwe.com/thread-229732-1-1.html

http://forum.simwe.com/thread-145696-1-1.html

http://forum.simwe.com/thread-100348-1-1.html

http://forum.simwe.com/thread-204240-1-1.html

http://forum.simwe.com/thread-195479-1-1.html

http://forum.simwe.com/thread-515931-1-1.html


5、论坛中讨论帖（目前正在对讨论帖资料进行汇总，将个知识点的总结帖在楼下个层，欢迎广大会员积极参与，视情况将会给以积分奖励）

（1）也谈流固耦合
http://forum.simwe.com/thread-869071-1-1.html

（2）[原创共享]DYNA爆炸流场计算算法概述
http://forum.simwe.com/thread-869225-1-1.html

（3）流固耦合分析爆炸过程中的各种能量问题讨论．．．energy
http://forum.simwe.com/thread-837362-1-1.html

（4）【讨论】这两种爆炸方式有什么区别？
http://forum.simwe.com/thread-259672-1-1.html

（5）流固耦合模拟爆炸问题
http://forum.simwe.com/thread-445269-1-1.html

（6）在关于岩石、混凝土爆炸（流固耦合）中，空气起什么作用？
http://forum.simwe.com/thread-881023-1-1.html

（7）LS_DYNA 能让炸药和空气，在爆炸一定时间后失效吗？
http://forum.simwe.com/thread-828500-1-1.html

（8）求助：空中爆炸冲击波模拟问题
http://forum.simwe.com/thread-884211-1-1.html

（9）关于ANSYS/LS-DYNA8.1显示动力分析书上例4.2炸药在土壤内部爆炸作用的一点不解
http://forum.simwe.com/thread-823827-1-1.html

（10）向高手请教爆炸计算问题
http://forum.simwe.com/thread-631014-1-1.html

（11）炸药不爆炸
http://forum.simwe.com/thread-845738-1-1.html

（12）空气爆炸边界条件怎么设定
http://forum.simwe.com/thread-805697-1-1.html

（13）请教各位大虾：一个爆炸问题的K文件
http://forum.simwe.com/thread-727371-1-1.html

（14）爆炸中的经典问题求助！
http://forum.simwe.com/thread-814528-1-1.html

（15）请教大家无限水域中爆炸，怎么结果不合理呢？
http://forum.simwe.com/thread-802132-1-1.html

（16）爆炸问题求助
http://forum.simwe.com/thread-811796-1-1.html

（17）关于爆炸模拟的一些问题请教
http://forum.simwe.com/thread-767065-1-1.html

（18）1公斤炸药在水下爆炸，传播1米后的压力还能剩多少？
http://forum.simwe.com/thread-660709-1-1.html

（19）请教：为什么我做的流固耦合爆炸被炸物没什么反应？
http://forum.simwe.com/thread-728299-1-1.html

（20）帮忙解释一下为什么爆炸波从岩石传播不到土壤层
http://forum.simwe.com/thread-735465-1-1.html

gdyu_yu

我觉得可以先以wyc412721兄的这个爆炸模拟专帖为示范，摸索资料整理与归总的合理之路。同时我认为，按专业领域开若干个专帖进行各自的整理与归总是合理的。

下面提几点意见。未尽事宜，另请补充。

（1）每一个专帖在主楼（1楼）总纲式给出以下方面：介绍该领域的基本情况或常识（扫盲之用）、该领域常用的前后处理软件（最好有简要的优缺点比较）、模拟的一般流程及常用方法、推荐的知识来源（主要是有代表性的书籍、网站以及各自的链接地址）、本版中该领域相关的精华帖与讨论帖链接（挑选若干有选择性的帖子）、本版该领域模拟中的问题及解答总集（参考YUMINHUST2005斑竹的‘《LS-dyna 常见问题汇总2.0》’的格式。这项工作持续时间最长，工作量最大也最重要。以WORD文档附件提供。阶段性的成果以1、2、3……给出。）

（2）除主楼之外，占2~4层楼以备日后操作之用。

（3）开放权限，号召全体会员参与资料的整理与汇总。参与者先在所在专帖中报到，然后在所在的报到楼层中负责各自的整理工作。

（4）对于纯资料帖，只需要给出主题帖的名称及相应的链接地址（鼓励同时对该资料进行简要评价）；对于非资料帖，除了给出主题帖的名称和链接之外，要求对所提供的帖子内容进行问答整理与汇总。（在对应的楼层中上传整理的WORD文档附件。）

（5）每个专帖指定专人负责。若楼主为本版管理员，则直接由该员负责该专帖资料的总编。若楼主为其他会员，则令指定1名本版管理员与其共同负责总编（需要协调好）。

（6）对所有参与资料整理与汇总的会员先予以50到100个贡献分鼓励。对于工作出色的参与者，视其贡献大小再追加技术分，以示肯定。

（7）负责该专帖的本版管理员不定期对整理好的纯资料帖进行关闭主题操作。在日常的整理中，需要与参与的其他会员及时沟通，以便工作更高效、有序。

xiaoqian1991

收获：流固耦合最明显的特征就是在建立模型时,流体和结构(固体)之间必须有重合部分，一般是流体的网格包含结构的网格，举例说明一下，如时党勇一书中,炸药在土壤中的爆炸一例,炸药、土壤、空气、和混凝土板，前三个定义为ALE（流体）单元，混凝土板定义为LAG单元，流体网格包含结构网格，也就是流体和固体之间有重合的网格。
本人对此深有体会，之前建模时固体和流体的几何模型是分开建立的，结果炸药不会爆炸。后来参考了时党勇《基于ANSYS/LS-DYNA8.1进行显示动力分析》书上的例子，我建模型时改了建模思路，把固体包含在流体的几何模型中，最后炸药爆炸了，现在虽然做得还很粗糙，但是对楼主提出的这一点感同身受，真希望以后的同仁们少走弯路。

jianghaiyan

看到贴子里说电子版《基于ANSYS/LS-DYNA8.1进行显式动力分析》没有全的电子版，想上传一个，是自己扫的很大，有二百多M，由于上传权限的问题不能上传，怎么办？

wyc412721

关于起爆点设置的问题：

LS-DYNA中是通过点来定义起爆的，即关键字*INITIAL_DETONTION，解释一下下面card的意思，第一个PID，定义炸药的ID，EQ:-1，考虑声学边界，可参考注释中的公式，详细可查看关键字手册；EQ:0，考虑所有炸药。下面三个数据定义点坐标X,Y,Z的值，LT定义起爆时间。如果考虑声学边界，则要用到第二个card。

下面纠正一个错误，一直以来很多人都认为设置两个起爆点即为线起爆，这种说法并不准确，k手册中并没有提及到线或面起爆，只是通过点来定义起爆的，因此，定义两个点就叫做线起爆是不对的，从另一个方面分析：线起爆只能通过多个点来近似模拟，并不是真正意义上的线起爆。

关于线起爆的说法，在时老师的书中提到过，在一个例子中，说是采用中心线起爆，设置了两个起爆点。这个问题我问过时老师，设置两个起爆点就说是线起爆是不准确的，线起爆可以通过多点近似模拟，并不能真正实现线起爆。
所以ls_dyna中只能说是点起爆或者是多点起爆。


补充一下，如果不设置起爆点，则系统会默认为考虑所有炸药同时起爆，下面是一个简单的例子，例子中未设置起爆点，K文件中包含3个part，part1、2为炸药，part3为空气，均采用共节点。为方便计算，采用“准二维”方式建模，即z轴只有一个单元的厚度。

蓝牙

目前在爆炸方面
（1）共用节点算法模拟爆炸
（2）接触耦合算法模拟爆炸
（3）流固耦合算法模拟爆炸，
流固耦合用的可能是最多的，它的实用范围可能也是最广泛的，通过论坛答疑，反映最多的主要有如下几个问题
   1.欧拉流体与拉格朗日SHELL和SOLID的耦合问题，我知道，在拉格朗日shell和流体的耦合方面可以通过*constraind_lagrange_In_solid_edge进行改进，是否有更好的方法，可以更好的控制渗漏等方面的问题呢？希望有人能跟进
   2.爆炸的超压问题，目前验证计算超压是否正确，主要是和经验公式对比，在我的验证过程中发现网格的尺寸对超压的精确度有不小的影响，我目前只能不断细化网格然后通过验证两次结果的差别来校对，是否有达人总结过当量和网格的对应关系？
   3.LOAD_blast 可以用来替代欧拉流体，我总觉得其计算精度要高于FSI，同时网格规模大幅度减少，但是为什么用的人不是特别多，有些不解啊！

直面人生

对于超压的计算，在dyna中是不够理想，不过你可以通过autodye进行一下模拟如果要划分的网格较大的话最好采用二维模型，计算结果挺好的 3# 蓝牙

wyc412721

论坛有很多讨论关于流固耦合的帖子,下面根据我的使用经验做以下总结,不足之处希望大家指教.

流固耦合用以处理流体和结构相互作用的问题，说白了 ，就是ALE（或者Euler）和lagrange单元间的耦合。论坛中有中说法:流固耦合有三种方法,共节点法,接触法,和真正意义上的流固耦合,我觉得这种说法是不准确的,下面解释一下,流固耦合最明显的特征就是在建立模型时,流体和结构(固体)之间必须有重合部分，一般是流体的网格包含结构的网格，举例说明一下，如时党勇一书中,炸药在土壤中的爆炸一例,炸药、土壤、空气、和混凝土板，前三个定义为ALE（流体）单元，混凝土板定义为LAG单元，流体网格包含结构网格，也就是流体和固体之间有重合的网格。

但是接触法和共节点法并不是流固耦合,接触法和共节点法也可以处理流体和固体之间的作用,但不是流固耦合.流固耦合可以包含接触法和共节点法两种方法,即在针对有多个流体或者多个固体,不同的流体之间（或者不同的固体之间）可以定义为接触,也可以根据具体情况，用共节点，但是流体和固体之间必须用流固耦合，如果用接触或共节点的话，那就不叫流固耦合了。例如,在时党勇一书中，在钢板上爆炸的例子中，空气、炸药共节点，空气和钢板有重复网格，将钢板耦合在炸药和空气的流场中；在土壤中爆炸一例，炸药、土壤、空气是共节点，空气网格包含混凝土板网格，混凝土板耦合在空气和土壤的流场中。后面还用很多用到的例子，自己可以分析总结,活学活用,掌握主要特征就可以了。


流固耦合的资料，在论坛推荐的几本资料里都有介绍，比如赵海鸥、李裕春的书中都有介绍，还有就是关键字手册，这些都是最基础的，关于论文方面，中文论文期刊的可以参考一下，主要是应用；外文的看看读一下，最好看原始文献。

另外就是要多做些练习，积累些经验，分析总结。

wyc412721

接触定义中soft的使用小结


感谢new_little前辈（http://forum.simwe.com/viewthread.php?tid=127229&highlight=%BD%D3%B4%A5%B6%A8%D2%E5）
总结的已经很详细了。

关于接触定义中soft选项的使用:
   
dyna的接触定义的可选卡片A中有个soft选项，有0、1、2三个选项，很多人对该选项的使用不清楚，下面就把有关此选项的设置加以解释。
  
实际上，当soft＝1时，与默认的罚函数接触算法并无本质区别，soft＝1除了在接触刚度上的确定方法有所不同之外，其他的和默认方法是一样的。soft＝1在计算接触刚度时考虑了时间步长以确保计算的稳定。换句话说，你可以将soft＝1时的接触看成一组简单的弹簧系统，每根弹簧都具有一个和实际计算使用的时步相匹配的Courant时步。在接触双方的弹性模量相差很大时，或是接触对之间的网格密度不一致时，用soft＝1选项可以使接触定义更为真实有效。
  
当soft＝1时，我们使用的是soft＝0与soft＝1中最大的刚度值，因此，当soft＝0时的刚度值更大时，减小SOFSCL参数值是没有作用的。
  
k = max(SLSFAC*SFS*k0, SOFSCL*k1)
  
其中：
k－罚刚度值；
SLSFAC－*CONTROL_CONTACT中的用户输入值；
SFS－*CONTACT第三个卡片中的输入值；
SOFSCL－*CONTACT 可选卡片 A中的输入值；
k0－由材料的体积模量和单元维数计算得出的刚度值；
k1－由节点质量和求解时步得出的刚度值。
  
需要注意：对于双向接触类型，如*CONTACT_AUTOMATIC_SURFACE_TO_SURFACE，需要用SFM代替SFS 参数。
  
当soft＝2时，接触算法为基于segment的接触算法，该方法基于实际的时间步长来计算接触刚度，此时在d3hsp文件中的报告的接触步长是无意义的。
  
模型当中的初始穿透在计算过程中会被保留，并以此作为基线来探测额外的穿透并以额外穿透量为基准计算接触力。初始穿透不产生任何力。如果在计算过程中接触片分开到某一位置，使得当前穿透量小于初始穿透量，则程序以此较小得穿透量作为新的基线。这种算法处理网格不匹配的接触问题非常有效，可以消除接触对间的互相穿透。

wyc412721

关于LOAD_BLAST应用小结
1、感谢余版主提供的文献（http://forum.simwe.com/viewthread.php?tid=833049&highlight=）和tianhu、lovehf的讨论（http://forum.simwe.com/viewthread.php?tid=833208&highlight=LOAD%2BBLAST）

2、load_blast不能应用于封闭场合，仅用在非常简单的场合，例如一个平板（没有任何遮挡）在爆炸载荷下的作用，其他的任何有限空间，坑道效应，拐角效应，曲面板等，应用该关键字会出现很大的偏差，不要迷信该关键字。它仅仅应用在最简单的场合。

3、介绍一下*LOAD_BLAST关键字，他通常和*LOAD_SEGMENT，*LOAD_SEGMENT，或者*LOAD_SHELL。
WGT:TNT的等效质量；XBO,YBO,ZBO: X,Y,Z轴起爆点坐标；TBO:零点起爆；IUNIT:可以设置单位制；ISURF:起爆类型；CFM,CFL,CFT,CFP:分别为质量、长度、时间、压力单位的变换因数。

4、介绍一下LOAD_BLAST的用法，只使用于solid模型。
（1）关键字手册中明确注明：A minimum of two load curves , even if unreferenced , must be present in the model.可见两个曲线必须要定义，数据具体多少无关紧要，但必须有2条曲线,可以是任何形式。
（2）定义*LOAD_BLAST关键字。
（3）定义*LOAD_SEGMENT_SET
$(Defines which shell to apply *LOAD_BLAST)

//其中SID是爆炸压力作用的面ID//
（4）定义*SET_SEGMENT
      
*LOAD_BLAST就是通过上面的步骤加载在SID的面上的，以上四个关键字缺一不可。
关于*SET_SEGMENT如何产生，最简单的方法是将要加载的面定义为透射边界，然后在关键字中把透射关键字删除就剩下*SET_SEGMENT了，置于SID是如何定义，只要和*LOAD_SEGMENT_SET中的SID保持一致即可。

zhujiechong

非常感谢!!!

tianjl619

非常感谢，大有收获

feng2004

早点看到就更好了！

songhaixian

内容太丰富了！

qiaoxiaoting

非常感谢

a1183410

jianghaiyan 发表于 2012-2-9 22:57
看到贴子里说电子版《基于ANSYS/LS-DYNA8.1进行显式动力分析》没有全的电子版，想上传一个，是自己扫的很大 ...

我找了好久这本书的电子版啊...其他地方的电子版都不全...你能上传网盘么？我急用啊~~

shandian2012

楼主很厉害，学习了

minzufc

这个相当不错

hl123x

哪位大侠能帮我做一个页岩中的爆炸模拟实验？要求是与页岩的层理面成不同角度（0°，30°，60°，90°）钻凿炮孔和装药，看爆炸结果有什么不同。跪求啊！！！给些建议也行啊！！！

dxc19871216

太棒了~~感谢楼主~~

风之束缚

受用了，学习中。