任意拉格朗日-欧拉方法(ArbitraryLagrangian-Eulerianmethods,简称ALE方法)是一种广泛应用于计算流体力学和计算固体力学中的数值模拟技术。该方法结合了拉格朗日方法和欧拉方法的优点,能够有效处理大变形、移动边界和自由表面等问题。在拉格朗日方法中,计算网格随材料一起运动,适用于跟踪材料变形,但在大变形情况下可能导致网格畸变。欧拉方法则使用固定网格,适用于流体流动模拟,但难以精确追踪材料界面。ALE方法通过引入一个可以独立于材料运动的网格,既保留了拉格朗日方法精确追踪界面的能力,又具备欧拉方法处理大变形的优势。ALE方法的主要特点包括:1.网格可以任意运动,既不完全跟随材料(拉格朗日描述),也不完全固定(欧拉描述)2.通过网格重划分或网格平滑技术防止网格畸变3.特别适用于流体-结构相互作用、冲击问题、成型工艺等涉及大变形和移动边界的问题该方法需要解决网格运动控制、物理量在移动网格上的输运等关键问题,在实现上相对复杂,但为解决许多工程实际问题提供了有效的数值工具。
