1 引言

在還沒(méi)有Abaqus, ANSYS, FLAC, UDEC等的Dos操作系統(tǒng)年代,  ADINA是巖土工程領(lǐng)域一個(gè)重要的分析工具, 它是最早引入到國(guó)內(nèi)的成熟有限元分析軟件, 當(dāng)然現(xiàn)在做巖土工程分析很少人再使用它, 不過(guò), ADINA還在不斷發(fā)展和壯大. 最新的版本 ADINA V9.7.1 已經(jīng)發(fā)布. 下面簡(jiǎn)要描述一下ADINA目前的功能. 

2 ADINA簡(jiǎn)介

ADINA代表著Automatic Dynamic Incremental Nonlinear Analysis---自動(dòng)動(dòng)態(tài)增量非線性分析, 在固體、結(jié)構(gòu)、流體和帶有結(jié)構(gòu)相互作用的流體流動(dòng)仿真軟件方面處于領(lǐng)先地位的ADINA R&D, Inc.日前宣布推出其廣受歡迎的ADINA系統(tǒng)的最新版本9.7.1 (516M)。

ADINA系統(tǒng)是一個(gè)多功能的綜合性軟件，用于有限元分析、結(jié)構(gòu)和流體流動(dòng)以及流體和結(jié)構(gòu)模擬，ADINA系統(tǒng)可用于分析多物理場(chǎng)問(wèn)題，如流體和固體的力學(xué)-熱相互作用以及結(jié)構(gòu)和一些非線性分析的問(wèn)題。ADINA使用一個(gè)程序系統(tǒng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)、流體和具有結(jié)構(gòu)相互作用的流體流動(dòng)的綜合有限元分析。分析能力從解決簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)、傳熱或流體流動(dòng)問(wèn)題到解決復(fù)雜的多物理問(wèn)題，都使用同一個(gè)程序系統(tǒng)。ADINA的主要分析功能如下: 

- 固體和結(jié)構(gòu)的位移和應(yīng)力分析

- 傳熱分析

- 不可壓縮和可壓縮的流體流動(dòng)

- 流體-結(jié)構(gòu)相互作用(FSI)

- 熱-力學(xué)耦合（TMC)

- 結(jié)構(gòu)-孔隙壓力耦合(多孔介質(zhì))

- 熱-流體-結(jié)構(gòu)耦合

- 電場(chǎng)-結(jié)構(gòu)耦合

- 熱-電耦合

- 聲波流體-結(jié)構(gòu)耦合

- 流體流動(dòng)-質(zhì)量傳遞耦合

ADINA用戶界面使用Parasolid內(nèi)核作為其幾何體引擎。因此，NX和SolidEdge的用戶可以很容易地將他們基于Parasolid的幾何模型(零件和裝配)導(dǎo)入到ADINA進(jìn)行網(wǎng)格劃分，應(yīng)用基于幾何的載荷和邊界條件，并使用ADINA系統(tǒng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)、傳熱、流體或耦合的多物理場(chǎng)分析。ADINA還可以導(dǎo)入Nastran格式的有限元模型，并以Nastran op2格式輸出結(jié)果。因此，NX、I-deas和Femap的用戶可以在他們的預(yù)處理程序中建立他們的有限元模型，然后用ADINA運(yùn)行分析并在他們的環(huán)境中對(duì)結(jié)果進(jìn)行后處理。

3 ADINA模塊

ADINA內(nèi)置了許多模塊, 下面簡(jiǎn)要描述ADINA系統(tǒng)的不同模塊。

(1) ADINA Structures: 用于固體和結(jié)構(gòu)的線性和高度非線性分析的首要有限元程序。

(2) ADINA CFD: 用于分析可壓縮和不可壓縮流的CFD程序，具有最先進(jìn)的移動(dòng)邊界和自動(dòng)重塑功能。

(3) ADINA EM: 提供了解決一般麥克斯韋方程的能力，支配電磁現(xiàn)象。由此產(chǎn)生的電磁效應(yīng)也可以與流體流動(dòng)結(jié)合起來(lái)。

(4) ADINA Thermal: 模塊用于固體和現(xiàn)場(chǎng)問(wèn)題的傳熱分析。

(5) ADINA FSI: (流體-結(jié)構(gòu)相互作用) 工業(yè)界用來(lái)進(jìn)行流體流動(dòng)與結(jié)構(gòu)相互作用問(wèn)題完全耦合分析的主要代碼。該模塊對(duì)同時(shí)獲得ADINA Structures和ADINA CFD模塊許可的用戶可用。

(6) ADINA TMC: 這個(gè)模塊提供了熱-力學(xué)耦合(TMC)分析的功能，包括對(duì)接觸傳熱的分析。如果同時(shí)獲得ADINA Structures和ADINA Thermal模塊的授權(quán)，用戶就可以自動(dòng)訪問(wèn)這個(gè)模塊。

(7) ADINA Multiphysics: 包括所有ADINA的固體和結(jié)構(gòu)、傳熱、CFD和電磁學(xué)求解器，以及多物理場(chǎng)功能，如流固耦合、熱機(jī)耦合、多孔介質(zhì)、壓電、焦耳加熱等.

(8) ADINA用戶界面: ADINA用戶界面程序(AUI)為所有ADINA解決方案程序提供完整的前處理和后處理功能。

(9) ADINA Modeler: ADINA-M是AUI的一個(gè)附加模塊，提供實(shí)體建模功能并與所有其他基于Parasolid的CAD系統(tǒng)直接集成。

(10) CAD/CAE接口 通過(guò)ADINA Modeler，用戶可以直接導(dǎo)入基于Parasolid的(如NX、SolidWorks和SolidEdge)CAD幾何圖形。還提供了與主要系統(tǒng)如I-DEAS和Femap的接口程序。在目前沒(méi)有直接接口的地方(如CATIA)，幾何體可以通過(guò)IGES接口導(dǎo)入。

4 ADINA在巖土工程中的應(yīng)用

ADINA提供了有限的巖土本構(gòu)模型: Drucker-Prager, Mohr-Coulomb, Cam-clay以及一個(gè)自定義的曲線描述模型. 這些模型可以用來(lái)分析一些常見(jiàn)的巖土工程問(wèn)題, 例如:

(1) 二維和三維的固體元;

(2) 生死單元, 用來(lái)模擬地下開(kāi)挖, 這是早期使用ADINA的主要原因;

(3) 初始應(yīng)力和應(yīng)變;

(4) 重力載荷;

(5) 小應(yīng)變和大應(yīng)變;

(6) 相關(guān)或非相關(guān)的流動(dòng)法則(用于塑性分析)