【經驗貼】關于影響帶UMAT的ABAQUS模型計算速度的若干因素的探討

聲明:貼主目前正在學習ABAQUS,對UMAT有一點淺淺的了解,若有不對的地方,請理性留言討論。

貼主的ABAQUS模型即使使用工作站,一運行也好幾天,苦惱不已,因此萌生了探討影響計算速度的相關因素的想法。

首先影響ABAQUS運行速度的最主要因素是模型的復雜程度,但往往模型是不易更改的,因此本文不做討論,而著重討論容易更改的部分,進而提高ABAQUS的運行效率。以下對計算效率的討論均使用了使用TEXGEN生成的2D編織模型,模型文件也會放在參考里。

1、載荷大小是否影響運算效率?

會。對模型的位移拉伸0.5,計算時間為1:45.12; 對模型的位移拉伸1,所需時間為2:53.65。可見,位移大小對計算時間是有影響的,位移越大,所需的時間越多,但單位位移所需的時間是遞減的。

2、約束是否會影響運算效率?

不會。我分別進行了模型一端tie到RP點上,然后施加靜止約束的運算,以及模型一端直接施加靜止約束的運算,所需時間差別不大。

3、調用核心數對運行效率影響多大?

貼主電腦CPU為I5-11400,共6個核心,做了以下試驗:

核心數 位移U 時間 CPU利用率

8     0.5   1:40 100%

7     0.5   1:43 100%

6     0.5   1:51  80%

2     0.5   3:29  35%

由此可發現,即使電腦內核只有6個,調用6個內核CPU是跑不滿的,建議調用CPU時候多調用兩個。

4、使用UMAT與否對運行效率的影響

編寫了一個線彈性的UMAT,與使用ABAQUS自帶的線彈性材料屬性對比:

核心數 位移U 時間 CPU利用率 使用UMAT與否

8     0.5   3:35 100%     使用

8     0.5   1:55 100%     未使用

可見UMAT的使用會降低運算效率。在未使用UMAT時,在Total Time到0.45時,Time由0.1增加到了0.15,而使用UMAT的模擬則Time一直是0.1,有可能是Time增大引起的時間縮短。

核心數 位移U 時間  CPU利用率 使用UMAT與否 Total time

8     0.5   00:57 100%     未使用         0.3

8     0.5   01:18  100%      使用          0.3

由此可見,即使未發生Time增大,調用UMAT仍會增長時間。

5、UMAT程序中的函數復雜度對運行效率的影響

為了控制變量,更換了新的模型,模型是個簡單的正方體,然后朝一個方向加載,在這個方向上設置復雜的多項式函數。

核心數 位移U 時間 Total time 多項式最高次冪

8     1     0:18 1              1

8     1     0:18 1              1

似乎復雜度不會影響計算效率,有可能是模型過于簡單了。

未完待更,歡迎討論。

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