平移

“平移 (1 DOF)”(Translation (1 DOF)) 可显式确定或根据动力学力平衡确定边界和体积块的线性运动。平移运动只能在一个方向上实现。可以添加无限“旋转 (1 DOF)”(Translation (1 DOF)) 模块 (每个模块都涉及其相应的动力学)，并为每个模块指定一个不同的名称。

• “设置选项”(Setup Options)

• “关键动力学”(Key Dynamics)

• “仿真方法”(Simulation Method)

• “时间定义”(Time Definition)：将“仿真方法”(Simulation Method) 设置为“瞬态 (移动网格)”(Transient (Moving Grid)) 时，会显示此选项

• “运动类型”(Motion Type)

• 稳态运行的“ODE 时间”(ODE Time)：将“仿真方法”(Simulation Method) 设置为“稳态 (固定位置)”(Steady(Fixed Position)) 时，会显示此选项

• “移动方向”(Movement Direction)

• “最小位移”(Minimum Displacement)

• “最大位移”(Maximum Displacement)

这适用于可在不重置任何参数的情况下进行替换的设置和参数的显示。设置模型时可使用两个“设置选项”(Setup Options)：

• “普通模式”(Normal Mode) - 出于简化设置的目的，限制在选择“动力学”(Dynamics) 模块后所显示的选项。

• “高级模式”(Advanced Mode) - 显示在选择“动力学”(Dynamics) 模块后提供的所有选项。

从“设置选项”(Setup Options) 中选择“高级模式”(Advanced Mode) 时，“属性”(Properties) 面板中将显示以下设置：

• “稳定性因子 (0-0.9)”(Stability Factor (0-0.9)) - 控制用于选定“动力学”(Dynamics) 模块的隐式和显式求解器方案的数量。值为零时，表示完全显式的求解器方案。非零值使用隐式求解器方案的某个百分比对求解器方法进行加权，其中值 0.3 会导致隐式方案比例为 70%，而隐式方案比例为 30%。在忽略数值的情况下，稳定性因子的值越高，解就越稳定。

• “接触摩擦模型”(Contact Friction Model) - 在力平衡方程中指定由于摩擦产生的附加力。要激活此摩擦模型，请选择“是”(Yes)。“接触摩擦模型”(Contact Friction Model) 下指定的选项如下：

• “反弹模型”(Bounce Model) - 指定关联的体积块或边界在其达到运动极限时回弹的方式。在运动达到最小位移或最大位移的点处施加与反弹关联的动能。此模型的选项如下：

◦ “部分反弹”(Partial Bounce) - 根据指定的动能损失，体积块或边界会随着能量的损失而改变方向。动能损失值定义在 0 和 1 之间。动能损失值等于 1 时，即表示动能完全损失。

◦ “理想反弹”(Perfect Bounce) - 体积块或边界会在能量无任何损失的情况下改变方向。为了获得理想反弹，粒子的动量和动能在理想情况下必须守恒。

• “ODE 积分器”(ODE Integrator) - 为常微分方程 (ODE) 求解器指定下列选项之一：

◦ “刚性”(Stiff) - ODE 的专用 Creo Flow Analysis 显式求解器。“刚性”(Stiff) 是此模块的默认设置。此外，还可指定“公差”(Tolerance)。

◦ “欧拉”(Euler) - 使用给定初始值求解常微分方程 (ODE) 的一阶计算方案。

◦ Runge Kutta - 常微分方程数值积分的显式方法。此外，还可指定“公差”(Tolerance)。

如果将选定“动力学”(Dynamics) 模块的“主要动力学”(Key Dynamics) 设置为“否”(No) 或“是”(Yes)，则该模块将控制所有模块的“时间定义”(Time Definition)。

对于一个模块的“平移 (1 DOF)”(Translation (1 DOF)) 或“旋转 (1 DOF)”(Rotation (1 DOF))，可将“主要动力学”(Key Dynamics) 设置为“是”(Yes)。如果将第二个模块的“关键动力学”(Key Dynamics) 设置为“是”(Yes)，则会将第一个模块的“主要动力学”(Key Dynamics) 重置为“否”(No)。

1. “稳态 (固定位置)”(Steady (Fixed Position)) - 体积块或边界会根据以下各项平移到稳定位置：

◦ “规定的”(Prescribed) - 在第一次迭代时，体积块或边界会直接移动到规定的位置。

◦ “力平衡”(Force Balance) - 通过在每次迭代中以伪时间步长求解 ODE 来获得阀位置。选择稳态仿真方法后，将激活“稳态运行的 ODE 时间”(ODE Time for Steady State Run) 选项，并且提供的值为伪时间步长 (以秒为单位)。

2. “瞬态 (移动网格)”(Transient (Moving Grid)) - 体积块或边界根据规定的运动或力平衡实时平移。此选项与 Flow Analysis 选项卡中的瞬态仿真相对应。

• “力平衡”(Force Balance) - 通过以瞬态时间步长求解 ODE 来获得阀位置。“力平衡”(Force Balance) 参数包括以下各项：

◦ 初始速度 (m) - 针对移动的体积块或边界引入初始速度 (t=0)。在仿真开始时 (t=0) 会应用此选项。初始速度的正值方向与移动矢量的方向相同。

◦ “阻尼系数”(Damping Coefficient) - 生成的力与速度方向相反，且由指定的平均值来确定。与阻尼系数关联的力与运动方向相反。

◦ “施加于主体的附加力”(Additional Force on Body) - 向“平移 (1 DOF)”(Translation (1 DOF)) 运动的力平衡中添加力。选择“高级模式”(Advanced Mode) 后，会显示此选项。在移动方向矢量的方向上会应用此选项。

• “规定的”(Prescribed) - 在第一个时间步长内，体积块或边界会直接移动到规定的位置。位移值在此处指定。选择“规定的”(Prescribed) 后，可使用“表达式编辑器”(Expression Editor) 将位移表达式提供为时间的函数。可以使用表达式变量 trans_1d.displacement 和 trans_1d.velocity 来访问此指定位移和关联速度。位移单位为 m。

◦ 如果为瞬态 (移动网格) 仿真指定恒定位移，则体积块或边界会在第一个时间步长内直接移动到该位置。

◦ 如果为“规定的”(Prescribed) 设置了稳态 (固定位置)，则体积块或边界会直接移动到与 t=0 相对应的位移位置。

这将根据循环和总时间步长来确定瞬态仿真的时间步长数量和大小。此选项显示在“瞬态 (移动网格)”(Transient (Moving Grid)) 中。如果选择模块并将“关键动力学”(Key Dynamics) 设置为“是”(Yes)，即会显示“时间定义”(Time Definition) 选项：

• “循环”(Cycles) - 根据以下各项确定仿真中时间步长的数量和大小：

◦ “运动频率 (Hz)”(Motion Frequency(Hz)) - 根据系统的自然频率计算默认值。

• “总时间步长”(Total Time Steps) - 根据以下各项确定仿真中时间步长的数量和大小：

“稳态运行的 ODE 时间”(ODE Time for Steady State Run) 的默认值为 1。值越小，伪时间步长就越小，由此解的求解速度越慢，但获得的解越稳定。如果选择某个模块并将“关键动力学”(Key Dynamics) 设置为“否”(No)，即会显示“稳态运行的 ODE 时间”(ODE Time for Steady State Run) 选项。

此选项可为平移体积块或边界设置正向运动的方向。这是根据相对于模型坐标系的

分量来指定的。

此选项可限制由“平移 (1 DOF)”(Translation (1 DOF)) 模块指定的最小位移值。最小位移的单位为 m，可将其视为物理限制或停止条件。当与“规定的”(Prescribed) 或“力平衡”(Force Balance) 相对应的位移 trans_1d[.subname].displacement 达到最小位移时，将发生以下情况：

• trans_1d[.subname].displacement 的值不会降低到该点以下。

• 体积块或边界会利用与选定反弹模型相对应的能量发生回弹。

默认值为 1。#INF 意味着对象在与移动方向相反的方向上的运动不存在任何物理限制，在此方向上，trans_1d.displacement 可达到负无穷大。

此选项可限制由平移 (1 DOF) 模块指定的最大位移值。最大位移的单位为 m，可将其视为物理限制或停止条件。当与“规定的”(Prescribed) 或“力平衡”(Force Balance) 相对应的位移 trans_1d[.subname].displacement 达到最大位移时，将发生以下情况：

• trans_1d[.subname].displacement 的值不会超过该点。

• 体积块或边界会利用与选定反弹模型相对应的能量发生回弹。

默认值为 1。#INF 意味着对象在移动方向上的运动不存在任何物理限制，在此方向上，trans_1d.displacement 可达到正无穷大。