LS-DYNA动能弹丸侵彻混凝土的数值模拟(6)
ALE法是对Lagrange法和Euler法的补充，也就是说在边界处理方面采用了Lagrange方法，可以准确的描述边界条件，而且ALE法在网格处理上与Euler类似，其所在的空间与物质材料相互独立，网格还可以对其位置参数在允许范围内做出调整。尽管ALE法兼有Lagrange法和Euler法的优点，但由于ALE法并不支持ANSYS/LS-DYNA材料库内的所有材料，其使用范围仍然十分有限。
2.3.2 LS-DYNA接触碰撞的基本算法
LS-DYNA程序的一个重要和独特的功能就是处理各类结构界面的动态接触和相对滑动问题，程序提供了数十种不同的接触类型和多种不同的动态接触算法，其中使用最多和最广的是对称罚函数法。在数值模拟中，两个在分析过程中可能接触的面需要定义接触，包括点面接触、面面接触和单面接触等，在定义接触的这两个面中，一个称为主表面，另一个称为从表面。
动态接触算法是使用最早的接触算法。它的基本原理是：程序对于预先给定的时间步长在计算过程中进行不断调整，其调整原则一般为验证在这一步长下是否有节点穿过了主表面，如发现了节点穿过主表面，则程序会缩小当前的时间步长，确保那些节点无法穿过主表面。对于即将与主表面接触的节点，程序会对节点和接触表面施加碰撞条件，防止在下一时间步内有节点穿过表面。对于已经与主表面接触的节点，程序会一直保持接触状态。此外，程序还会在每一时间步中检查主表面的单元是否受到了拉力或压力，对于受力的单元，则对与主表面接触的节点加以释放。由于这种方法计算过程十分复杂，在后来的数值模拟中仅应用于固连接触之中。
分配参数法也是提出和使用较早的接触算法，目前较多的应用在了滑动界面的问题之中。该方法的基本原理是：对于已经接触的从单元和主表面，从单元会分配一半的质量到主表面之上，而且主表面的受力情况取决于从单元所处的应力状态。此外，程序还会修正主表面的速度和加速度，并对从单元与主表面的界面施加约束，确保两者只发生滑动且不分离。
对称罚函数法的提出时间最晚，但发展速度最快，这得益于该算法编程简单、处理过程对称、噪声小且能保持动量的守恒的优点，目前它已成为ANSYS/LS-DYNA中最常用的接触算法。
罚函数法的基本原理十分简单：首先，在每一个时间步长中，程序会分别检查主节点和从节点是否穿过了接触表面，未穿过则不做任何处理，对于穿过表面的节点，会在其表面施加一个垂直于表面的接触力，该接触力称为罚函数值，接触力的大小与刚度和穿透深度有关，穿透深度越大，接触力也就越大。这就类似于在接触界面放置了一个弹簧，其发生的弹性变形越大，所产生的力也就越大。若在分析过程中仍然出现了节点穿透表面的现象，则可以通过对罚函数值的大小进行控制，以防止穿透的发生，此外还可以通过放大或缩小时间步长来做出调整。