專利名稱：能夠實現實體/sph耦合作用的混合單元的制作方法
技術領域：
本發(fā)明一般涉及計算機輔助工程分析，特別涉及使用基于有限元法 (finiteelement method,FEM)的實體單元與基于平滑粒子流體動力學(smoothedparticle hydrodynamics, SPH)的粒子相結合來對產生大形變的結構進行時間推進式仿真(例如，汽車碰撞或爆炸仿真)的方法和系統(tǒng)，其中在所述實體單元和SPH粒子之間建立至少一層混合單元以實現耦合作用。
背景技術：
連續(xù)介質力學已被用于仿真諸如固體和流體(即液體和氣體)等連續(xù)物質。微分方程被用于解決連續(xù)介質力學中的問題。大量的數值方法已經在使用。最常見的方法之一是有限元分析(finite element analysis, FEA)或有限元法(FEM)，這是一種廣泛應用于工業(yè)上的計算機化的方法，用于對與諸如三維非線性結構設計和分析等復雜系統(tǒng)相關的工程問題進行建模和求解。有限元分析的名稱源于對所關注的目標物體的幾何特征進行描述的方式。隨著現代數字計算機的出現，有限元分析已在有限元分析軟件中實現?；旧?，有限元分析軟件提供有關于幾何描述的基于網格的模型、以及該模型中每一點處的相關材料性能。在此模型中，所分析的系統(tǒng)的幾何特征被表示為各種大小的實體、殼體和梁，這些被稱為單元。各單元的頂點被稱為節(jié)點。該模型是由有限數目的單元組成的，這些單元都被分配有一材料名稱以便于與材料性能相關聯。因此，該模型表示了被分析的目標物體所占的物理空間以及它的周圍環(huán)境。有限元分析軟件隨后涉及一列出了每種材料性能(例如， 應力-應變本構方程、楊氏模量、泊松比和熱傳導率)的表格。此外，指定了目標物體的邊界條件(即負荷、物理限制等)。遵循此種方式，建立了目標物體及其環(huán)境的模型。一旦定義了模型之后，可以使用有限元分析軟件對特定負荷或初始條件下的物理性能進行數值仿真。有限元分析軟件廣泛應用在汽車行業(yè)中以仿真汽車正面和側面碰撞、 乘坐的假人與安全氣囊的相互作用、以及由金屬薄板到車體部件的成形過程。這種仿真為工程師提供了寶貴的見解，使得工程師能夠提高汽車的安全性，并且更快速地為市場帶來新的車型。該仿真是在時域中進行的，這意味著有限元分析是在從首個求解周期開始的多個求解周期中計算的，在每個后續(xù)的求解周期中，仿真時間以時間步長ΔΤ遞增。這種仿真被稱為時間推進式仿真。最具挑戰(zhàn)性的有限元分析的任務之一是對涉及到產生極大形變的結構的撞擊事件進行仿真，例如，汽車碰撞或爆炸仿真。隨著現代計算機的改進，工程師不僅要仿真遭到結構破壞的撞擊事件中的性能，他們也想在撞擊事件完全破壞之前對產生彎曲之后的結構性能進行仿真。但是，很難用有限元分析和實體單元來仿真這些現象。例如，表示保險杠的泡沫材料的實體單元可能被擠壓或壓縮，變得過于扭曲或壓扁，從而成為零體積或負體積， 這將導致在仿真過程中產生數值問題(例如，因為數字計算機中的無效數字而仿真失敗)。為了解決零體積或負體積的問題，采用基于平滑粒子流體動力學(SPH)的粒子來替換這些無效的實體單元。然而，FEM和SPH的數學公式不同。為了使粒子和實體單元并存在同一模型中，必須建立一些聯系以便于連接粒子和實體單元。現有技術的方法一直采用剛性連接特定粒子與實體單元的連接接口。然而，這種方法因為連接接口的隨意放置(即剛性連接)通常會導致仿真結果非常不真實。例如，粒子和實體單元最初可能合理地被連接在一起。但是，當他們以不可預測的形式產生形變時，隨意放置的這些剛性連接可能會導致連接非常不符合實際情況。因此，希望在計算機輔助工程分析模型中提供一種更加真實的接口以使SPH粒子和FEM實體單元可以共存從而避免現有技術方法的問題和缺陷。

發(fā)明內容
本發(fā)明公開了能夠實現SPH粒子和FEM實體之間的耦合作用的混合單元。根據本發(fā)明的一個方面，配置混合單元來實現基于FEM的實體單元與基于SPH的一個或多個相應粒子之間的耦合作用?；旌蠁卧谟嬎銠C輔助工程(CAE)網格模型中被定義為位于SPH粒子和FEM實體之間的緩沖器或者接口。例如，網格模型的一部分由于具有產生持久大形變的可能性而包含有SPH粒子，而該模型的其余部分包括FEM實體單元?；旌蠁卧恢糜趯嶓w和粒子之間。每個混合單元包括兩層實體層和粒子層。首先，混合單元的耦合作用是通過以下過程實現的基于FEM計算實體層中的節(jié)點加速度、速度和位移以及單元應力；將計算出的該節(jié)點量與單元應力狀態(tài)一起映射到粒子層，其中單元應力狀態(tài)包括單元的應力值和當前材料狀態(tài)(例如，彈性、塑性、屈服、應變硬化等)；基于SPH計算粒子層中的內力，并將該內力轉移回實體層以計算節(jié)點力用于下一求解周期。在接下來求解周期中，實體層的節(jié)點位移得到更新，并被映射到相應SPH粒子?；赟PH計算出內力，然后將該內力轉移回實體層以計算節(jié)點力用于下一求解周期。根據本發(fā)明的另一方面，一種計算機輔助分析模型可以包括位于周邊的實體有限單元以及位于其余位置的SPH粒子。位于周邊或邊緣的實體單元被配置用于滿足邊界條件。根據另一方面，SPH粒子被用于置換已受到超出其屈服極限的破壞的實體單元。 SPH粒子可以使用表示材料的應變硬化效應的較柔軟的材料模型進行建模。通過結合附圖詳閱接下來對實施例的詳細描述，本發(fā)明的其它目標、特征和優(yōu)點將是顯而易見的。


本發(fā)明的這些以及其它特征、方面和優(yōu)點通過以下描述、權利要求和附圖能得到更好的理解圖1為根據本發(fā)明實施例的各種示例性混合單元的示意圖；圖2A-2B為根據本發(fā)明實施例的可以使用混合單元進行數值仿真的受到大形變的示例性結構的示意圖；圖3A-3D為根據本發(fā)明一個實施例中激活混合單元的耦合作用的示例性順序的一些流程圖；圖4為根據本發(fā)明一個實施例可用于數值仿真屈服后結構性能的應力-應變曲線圖；圖5A-5C共同示出了根據本發(fā)明實施例使用混合單元來對響應沖擊負荷的屈服后結構性能和大形變進行數值仿真的示例性處理過程的流程圖；圖6為可用于實施本發(fā)明實施例的示例性計算設備的主要部件的功能圖。
具體實施例方式首先參照圖1，為根據本發(fā)明一個實施例的各種示例性混合單元的示意圖?；旌蠁卧▋刹糠謱嶓w層和相應的粒子層。實體層包括基于FEM的實體單元，而相應的粒子層包括基于SPH的一個或多個粒子。實體單元包括但不限于六面體、楔形和四面體。混合單元110是含有一個相應粒子的六面體，單元120是含有一個粒子的楔形單元，而單元130是含有一個粒子的四面體。含有一個以上粒子的示例性混合單元如含有8個粒子的單元140、 含有6個粒子的單元150以及含有4個粒子的單元160所示。其它數目的粒子也可在根據本發(fā)明的另一實施例中實現。例如，含有27個粒子的六面體(未示出)?；旌蠁卧鸟詈献饔檬峭ㄟ^將實體層與粒子層相關聯來實現的。內力計算方法的細節(jié)在如圖5C所示的流程圖中示出。例如，實體層用作對相應粒子層中粒子的約束條件。 在一個實施例中，實體層的體積被設定為包圍粒子的區(qū)域。圖2A-2B示出了目標物體210(即剛性球形式的彈丸)以較高的速度(箭頭215指出)接觸一結構220(即部分顯示為網格模型的板)產生一沖擊負荷的連續(xù)過程。結構中受到沖擊負荷的部分使用單元225建模(如虛線所示)。單元225最初可以使用FEM實體單元建模。當球210對板220產生沖擊時，單元225可能會發(fā)生破壞或者彎曲(見圖4以及相應地關于材料破壞和彎曲的定義的說明)。失效的單元采用SPH粒子來替代以便于繼續(xù)仿真。因為SPH粒子和FEM實體單元采用不同的公式，所以在SPH粒子和FEM實體單元之間建立了以混合單元形式出現的接口以便于實現耦合作用。為了進一步證明上述的實例，圖3A-3D示出了結構(板220)的連續(xù)平面圖。首先， 在圖3A中板220被表示為全部的實體單元。接下來，在圖:3B中，中心實體單元失效并采用 SPH粒子來替換(表示為包含中心點的帶陰影的圓圈)。這可能是由于彈丸/球210猛烈地觸碰到板220所導致的。創(chuàng)建至少一層混合單元(表示為帶陰影的單元)作為實現SPH 粒子和實體單元之間的耦合作用的接口。隨后，在圖3C中，中心單元周圍的更多單元失效， 并被SPH粒子所替代?？梢钥闯?，混合單元的接口是動態(tài)調整的，以便于永遠位于SPH粒子和實體單元之間。此外，混合單元可以放置在CAE模型的邊界上，而SPH粒子位于模型的其余部分。 圖3D中所示的設置證明本發(fā)明的該方面。圖4示出了根據本發(fā)明一個實施例可用于確定結構中的屈服后結構性能的應力-應變曲線。該曲線400具有表示應力的縱軸402和表示應變的橫軸404。材料包括兩個區(qū)域彈性區(qū)域406和塑性區(qū)域408。塑性區(qū)域408被進一步分為三類屈服區(qū)域424、應變硬化區(qū)域似6和頸縮區(qū)域428。在應力-應變曲線400的彈性區(qū)域的頂端為屈服點414， 屈服應力與之相對應。極限應力對應于極限強度點416，而斷裂或破裂應力對應于破壞位置 418。根據一個實施例，FEM實體單元用于對材料的彈性性能進行建模。只要材料超出屈服點，就生成SPH粒子來取代實體單元。使用較為柔軟的材料模型來對替換的SPH粒子進行建模，從而能更加真實地對應變硬化效應進行仿真。現在參考圖5A，為根據本發(fā)明實施例使用混合單元來對響應沖擊負荷的屈服后結構性能和大形變進行數值仿真的示例性過程500的流程圖。過程500優(yōu)選在軟件中實現。過程500從在步驟502中定義結構(例如，汽車、飛機)的計算機輔助分析網格模型(例如，FEM網格模型)開始。該網格模型包括一個或多個混合單元，用于表示結構中最可能受到大形變的部位，例如，碰撞仿真中的汽車保險杠。該網格模型被用于時間推進式仿真中。接下來，在步驟504中，在時間推進式仿真的初始階段(即時間等于0，或者第一個求解周期)對所有的單元和參數進行初始化。隨后，過程500在判定步驟506中檢查混合單元的耦合作用是否已經激活。如果“否”，過程500移到步驟508中通過將混合單元看做為FEM實體單元進行仿真。步驟508的細節(jié)在圖5B和相應的說明中進行了詳細描述。換言之，在耦合作用沒有激活前，時間推進式仿真是使用FEM來進行的。否則，如果“是”，過程 500移到步驟510，使用具有耦合作用的混合單元進行時間推進式仿真。圖5C和相關的描述是針對步驟510的。過程500移到步驟516，遞增下一求解周期的仿真時間。然后，在判定步驟518中， 確定時間推進式仿真是否已經結束。例如，與預設總仿真時間相對照來檢查仿真時間。如果不是，過程500移回判定步驟506重復執(zhí)行其余步驟以進行下一求解周期，直至判定步驟 518為真。過程500在此之后結束。圖5B示出了步驟508的進一步細節(jié)。在步驟522中，過程500獲取包括混合單元在內的每個單元的節(jié)點加速度、速度和位移。在一個實施例中，該節(jié)點量是在FEM的顯式求解器(例如，f = mxa，其中“f ”為節(jié)點力，“m”為節(jié)點質量，“a”為節(jié)點加速度)中獲得的。 接下來，在步驟524中，根據FEM的實體公式計算單元內力。最后，在步驟526中，可以計算出節(jié)點力以進行下一求解周期，該節(jié)點力包括單元內力的貢獻作用。任何給定的節(jié)點可以接收所有相連單元的貢獻。圖5c示出了步驟510的更多細節(jié)。在步驟532中，處理過程獲取混合單元的實體層中的節(jié)點量(即節(jié)點加速度、速度和位移，以及單元應力狀態(tài))，大體與FEM下的步驟522 相似。接下來，在步驟533中，在耦合的開始階段將取得的節(jié)點量和單元狀態(tài)映射到相應的粒子層。然后在后續(xù)的周期中，只將節(jié)點位移映射到相應的粒子層。實體層的位移得到更新并映射到對應的SPH粒子作為約束條件。換言之，SPH粒子受到基于FEM計算出的節(jié)點位移的限制。計算出粒子層中的內力，并將其轉移到實體層用于基于FEM計算節(jié)點力以進行下一求解周期。換言之，使用SPH來獲取內力，在這些交換期間實體層內的內力計算在混合單元中被暫停。單元應力狀態(tài)至少包括計算出的該單元的應力值。此外，單元應力狀態(tài)包括在單元應力狀態(tài)歷史變量中該單元的當前狀態(tài)。該變量或者其他等效的方法被用于跟蹤整個時間推進式仿真過程中單元的狀態(tài)。換言之，單元的屈服后狀態(tài)可以從該單元的歷史變量中確定。 隨后在步驟534中，基于SPH方程計算相應粒子層中粒子所在的混合單元的內力。 接下來，在步驟535中，該內力被轉移回實體層。換言之，實體層的單元內力被從相應粒子層中的粒子計算獲得的內力所替換。最后，步驟536與步驟5 大致相同，計算出用于下一求解周期的節(jié)點力，該節(jié)點力包括了單元內力的貢獻。 根據一個方面，本發(fā)明涉及能夠實施本文所述功能的一個或多個計算機系統(tǒng)。一個計算機系統(tǒng)600的實例如圖6所示。計算機系統(tǒng)600包括一個或多個處理器，例如處理器604。該處理器604與計算機系統(tǒng)內部通訊總線602相連。根據該示例性計算機系統(tǒng)來對各種軟件實施例進行實施。在閱讀該說明后，如何使用其它計算機系統(tǒng)和/或計算機體系來實施本發(fā)明，對于本領域技術人員而言是顯而易見的。計算機系統(tǒng)600還包括主內存608，優(yōu)選隨機存取存儲器(random accessmemory, RAM)，還可能包括輔助存儲器610。該輔助存儲器610可以包括，例如一個或多個硬盤驅動器612和/或一個或多個可移動存儲驅動器614，典型的有軟盤驅動器、磁帶驅動器、光盤驅動器等等?？梢苿哟鎯︱寗悠?14以眾所周知的方式從可移動存儲單元618讀取數據和/ 或向其寫入數據?？梢苿哟鎯卧?18，典型的有軟盤、磁帶、光盤等，通過可移動存儲驅動器614讀取和寫入數據。應當理解，可移動存儲單元618包括一計算機可用存儲介質，其中存儲有計算機軟件和/或數據。在另一實施例中，輔助存儲器610可包括允許將電腦程序或其它指令加載到計算機系統(tǒng)600中的其它類似裝置。這些裝置可能包括，例如，可移動存儲單元622和接口 620。 這樣的例子可能包括程序盒和盒式接口(如視頻游戲設備中存在的)、可移動內存芯片(如可擦除可編寫只讀式存儲器(EPROM)、通用串行總線架構(USB)快閃存儲器或PR0M)及相關插座，以及其它允許將軟件和數據從可移動存儲單元622傳送到計算機系統(tǒng)600的可移動存儲單元622和接口 620。一般來說，計算機系統(tǒng)600是由操作系統(tǒng)軟件來控制和協(xié)調的， 它執(zhí)行諸如流程調度、內存管理、網絡和I/O服務的任務。也可能存在連接到總線602的通信接口 624。通信接口擬4允許在計算機系統(tǒng)600 和外部設備之間傳輸軟件和數據。通信接口 6M的實例可能包括調制解調器、網絡接口(如以太網卡)、通信端口、符合個人計算機存儲卡國際協(xié)會(Personal Computer Memory Card International Association,PCMCIA)標準的插槽和卡等。通過通信接口 6 傳輸軟件和數據。計算機600通過根據一套特定的規(guī)則(即協(xié)議)，通過數據網絡來與其它計算設備進行通信。常見的協(xié)議之一是經常在因特網上使用的TCP/IP(傳輸控制協(xié)議/互聯網協(xié)議)。 一般來說，通信接口 6M將數據文件打包成較小的數據包并通過數據網絡傳輸該數據包， 或者對接收的數據包重新組裝來獲得原始數據文件。此外，通信接口 6M處理每個數據包的地址部分，以便使其到達正確的目標端口，或者以攔截最終目標為計算機600的數據包。 在本文中，術語“計算機程序介質”、“計算機可讀介質”、“計算機記錄介質”和“計算機可用的介質”被用來泛指諸如可移動存儲驅動器614(例如，閃存驅動器)的介質，和/或安裝在硬盤驅動器612中的硬盤。這些計算機程序產品是用于為計算機系統(tǒng)600提供軟件的裝置。本發(fā)明涉及這樣的計算機程序產品。計算機系統(tǒng)600可能還包括輸入/輸出(1/0)接口 630，用于來計算機系統(tǒng)600提供顯示器、鍵盤、鼠標、打印機、掃描儀和繪圖儀等等。計算機程序(也稱為計算機控制邏輯)作為應用模塊606存儲在主存儲器608和 /或輔助存儲器610中。計算機程序也可通過通信接口擬4來接收。這種計算機程序，在執(zhí)行時，使計算機系統(tǒng)600能夠執(zhí)行本文所討論的本發(fā)明的功能。特別是，計算機程序，在執(zhí)行時，使處理器604能夠執(zhí)行本發(fā)明的功能。因此，這些計算機程序象征計算機系統(tǒng)600的控制器。
在通過軟件實施本發(fā)明的實施例中，軟件可以存儲在計算機程序產品中，并可以使用可移動存儲驅動器614、硬盤驅動器612或通信接口 6M加載到計算機系統(tǒng)600中。應用模塊606，在被處理器604執(zhí)行時，使處理器604執(zhí)行本發(fā)明所述的功能。為完成想要做的任務，主存儲器608可以載入有一個或多個應用模塊606，在無論有否通過輸入/輸出接口 630輸入使用者指令的情況下，此模塊可以被一個或多個處理器 604執(zhí)行。在運行時，當至少有一個處理器604執(zhí)行應用模塊606其中一個時，計算出結果并存儲在輔助存儲器610(即硬盤驅動器612)中。分析結果根據用戶的指令通過I/O接口 630以文本或圖形演示的方式報告給客戶。雖然本發(fā)明是根據特定實施例進行描述的，但這些實施例僅僅是對本發(fā)明進行說明，而非限制的。對具體公開的示例性實施例進行的改動或改變會對本領域的普通技術人員起到暗示和提醒作用。例如，盡管產生大形變的示例性結構被表示并描述為受到彈丸沖擊的板，其它受到沖擊負荷的結構也可以使用本發(fā)明聲明的方法進行數值仿真，例如，汽車碰撞中的汽車保險杠。此外，盡管實體單元被表示并描述為六面體、楔形或四面體，也可以使用其他類型的實體單元來替代，例如，五面體?？傊荒苡盟龅暮吞刂傅牡湫蛯嵤├齺硐薅ū景l(fā)明的保護范圍，并且，所有可輕易地對本領域普通技術人員能起到暗示和提醒作用的所有改動仍應涵蓋在本專利申請的精神和所附加的權利要求的范圍之內。
權利要求
1.一種在計算機系統(tǒng)(600)中執(zhí)行的使用混合單元(110，120，130，140，150，160)來實現基于有限元法FEM的實體單元和基于平滑粒子流體動力學SPH的粒子之間的耦合作用的方法(500)，其特征在于，所述方法包括定義(502)代表一結構的網格模型020)，所述網格模型包括多個FEM實體單元、至少一個SPH粒子以及位于所述FEM實體單元和所述至少一個SPH粒子之間的至少一層混合單元(110，120，130，140，150，160)，每個所述混合單元(110，120，130，140，150，160)包括實體層和粒子層；使用所述網格模型(220)對處于負荷條件下的結構執(zhí)行(504，506，508，510，512，516， 518)時間推進式仿真，所述仿真包括通過在實體層中計算出的一組節(jié)點量和在粒子層中計算出的相應內力之間的交換(532，533，534，535，536)所實現的耦合作用(510)；以及獲取(506，536)每個求解周期的時間推進式仿真結果，其中所獲得的結果被保存到存儲設備內的文件中，并根據用戶指令以圖形方式顯示到顯示器上。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述在實體層中計算出的一組節(jié)點量和在粒子層中計算出的相應內力之間的交換(532，533，534，535，536)是通過以下步驟來完成的基于FEM計算(53 所述實體層中的一組節(jié)點量以及單元應力狀態(tài)；將所述一組節(jié)點量以及單元應力狀態(tài)從實體層映射(53 到粒子層；基于SPH計算(534)所述粒子層中的相應內力；將所述相應內力轉移(535)到實體層中以基于FEM計算出節(jié)點力用于時間推進仿真的下一求解周期。
3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述一組節(jié)點量(533)在耦合作用的初始階段(506，510)包括節(jié)點位移、速度和加速度。
4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述節(jié)點量(533)在耦合作用的初始階段之后(510)包括節(jié)點位移。
5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，所述節(jié)點位移(53 被映射到所述相應 SPH粒子上作為約束條件。
6.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，在所述交換(532，533，534，535，536)期間，所述計算相應內力被暫停。
7.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述粒子層包括一個或多個SPH粒子。
8.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述單元應力狀態(tài)包括跟蹤所述每個混合單元的材料狀態(tài)G00)的應力狀態(tài)歷史變量。
9.根據權利要求8所述的方法，其特征在于，所述每個混合單元的材料狀態(tài)(400)包括屈服后區(qū)域(似4)、彈性區(qū)域(406)和塑性區(qū)域(408)。
10.一種使用混合單元(110，120，130，140，150，160)來實現基于有限元法FEM的實體單元和基于平滑粒子流體動力學SPH的粒子之間的耦合作用的系統(tǒng)(600)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括存儲用于一個或多個應用模塊(606)的計算機可讀代碼的存儲器(608)；連接至所述存儲器(608)的至少一個處理器(604)，所述至少一個處理器(604)執(zhí)行存儲器(608)中的計算機可讀代碼以使得所述一個或多個應用模塊(606)執(zhí)行以下操作定義(502)代表一結構的網格模型020)，所述網格模型包括多個FEM實體單元、至少一個SPH粒子以及位于所述FEM實體單元和所述至少一個SPH粒子之間的至少一層混合單元(110，120，130，140，150，160)，每個所述混合單元(110，120，130，140，150，160)包括實體層和粒子層；使用所述網格模型(220)對處于負荷條件下的結構執(zhí)行(504，506，508，510，512，516， 518)時間推進式仿真，所述仿真包括通過在實體層中計算出的一組節(jié)點量和在粒子層中計算出的相應內力之間的交換(532，533，534，535，536)所實現的耦合作用(510)；以及獲取(506，536)每個求解周期的時間推進式仿真結果，其中所獲得的結果被保存到存儲設備內的文件中，并根據用戶指令以圖形方式顯示到顯示器上。
11.根據權利要求10所述的方法，其特征在于，所述在實體層中計算出的一組節(jié)點量和在粒子層中計算出的相應內力之間的交換(532，533，534，535，536)是通過以下步驟來完成的基于FEM計算(53 所述實體層中的一組節(jié)點量以及單元應力狀態(tài)； 將所述一組節(jié)點量以及單元應力狀態(tài)從實體層映射(53 到粒子層； 基于SPH計算(534)所述粒子層中的相應內力；將所述相應內力轉移(535)到實體層中以基于FEM計算出節(jié)點力用于時間推進仿真的下一求解周期。
12.—種含有指令的計算機可讀介質，所述指令用于控制計算機系統(tǒng)(600)通過執(zhí)行根據權利要求1或2所述的方法(500)使用混合單元(110，120，130，140，150，160)來實現基于有限元法FEM的實體單元和基于平滑粒子流體動力學SPH的粒子之間的耦合作用。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種能夠實現SPH粒子和FEM實體之間的耦合作用(510)的混合單元(110，120，130，140，150，160)。根據本發(fā)明的一個方面，配置混合單元(110，120，130，140，150，160)來實現基于FEM的實體單元與基于SPH的一個或多個相應粒子之間的耦合作用(510)?；旌蠁卧?110，120，130，140，150，160)在計算機輔助工程網格模型(220)中被定義為位于SPH粒子和FEM實體之間的緩沖器或者接口。例如，網格模型(220)的一部分由于具有產生大形變的可能性而包含有SPH粒子，而模型的其余部分包括FEM實體單元。混合單元被置于實體和粒子之間。每個混合單元包括兩層實體層和粒子層。
文檔編號G06F17/50GK102262689SQ20111013239
公開日2011年11月30日 申請日期2011年5月20日 優(yōu)先權日2010年5月26日
發(fā)明者王季先, 許敬曉, 陳皓 申請人:利弗莫爾軟件技術公司