仿真收斂
關注創建者：陸姐說 創建時間：2019-02-18
仿真收斂的視頻教程
abaqus簡易輪胎接地仿真教程—step與接觸收斂性概念詳解
保證收斂性的基本原則：防止不可控的剛體位移。 4. 以簡易輪胎接地仿真為例，講解完整的仿真流程與注意事項。 5. 不含橡膠材料，使用的材料為線彈性材料。
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多道軋輥板材軋制成型操作技巧及后處理
網格劃分 最后進行網格劃分，如圖3所示，為了加快仿真收斂速度，采用特殊邊網格細化方式對板材進行網格劃分，由于板材長度和寬度較大，厚度相對較小，因此在厚度方向網格略密集，在板材整體進行稀疏網格處理。對于軋輥，需要保證圓弧四周形成光滑的弧面即可，而寬度方面可以不考慮。軋輥和板材各邊分別進行布種后設置網格類型為六面體單元，并設置單元類型為顯示的溫度位移耦合分析。
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跟隨波逐流一起學Fluent——三通管流動換熱
1、介紹仿真的流程及注意點；并通過三通管流動換熱實例來展示Fluent R19版本的界面、相關功能、完成仿真并判斷是否收斂； 2、通過三通管實例對比來解釋湍流模型和壁面處理方法的選取； 3、通過三通管實例對比來解釋求解方法（Simple/Coupled）的選擇； 4、通過三通管實例對比來解釋邊界條件數據的確定和含義； 5、從模型、網格到求解、后處理來復原整個三通管實例； 注：本人視頻僅唯一在技術鄰上公開
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仿真收斂的實例教程
收斂表示仿真軟件已經把流場反復修正到位，可以結束仿真運算了。
如何判斷仿真是否已經收斂，讓我們很為難。
放寬收斂標準，可能把沒有收斂的錯誤結果當作收斂結果接受了。
收緊收斂標準，又會多運行很多步，白白浪費很多時間。
所以，我們希望有個放之四海而皆準的收斂標準，在仿真運行到收斂的時候，正好結束仿真。這個標準，不是一個數，不是一個公式。從把握全局標準的殘差，到追求終局目標的設計參數，最后深挖局部觀察的流動現象。從表及里，一層層剝開。看完這三層，才敢說是否已經收斂。
一、全局標準
殘差——仿真軟件估算的誤差
常規的收斂判斷是：殘差小到十的負四次方、負六次方……。
對于簡單算例，直接用軟件給你的標準，殘差達到標準就認為收斂。
對于復雜算例，誰也無法只用殘差判斷是否收斂。
仿真軟件運行幾十步后，殘差完成了漂亮的跳水，就不死不活地上上下下波動。
你猜不透，殘差背后，仿真軟件是在辛苦地修正流場，還是在攪亂流場。
你猜不透，殘差下降到十的負六次方，表示流動已經修正合理，還是軟件根本忽視了不合理的分布。殘差只是軟件估算的整個流場的殘余誤差，并沒有告訴你流場在發生什么。
計算機不能自動設置一個收斂準則，取代你的判斷，所以你有存在的價值。
二、終局目標
換個思路，仿真的終局目標就是獲得設計參數。如果你要算阻力，為什么不直接觀察阻力變化？直接觀察你關心的參數變化。例如：阻力、升力、薄弱點的溫度、漩渦附近的壓強、摻混處的濃度。管它殘差如何，反正你又不用殘差做設計。只要你最掛念的位置沒有出問題，你最關注的設計參數平穩下來，這個仿真結果基本可以用了。
如果阻力還在持續下降，即使殘差再小，你也不敢說收斂了，還要繼續運行。
展開 西班牙的立體主義畫家 胡安.格里斯
收斂表示仿真軟件已經把流場反復修正到位，可以結束仿真運算了。
如何判斷仿真是否已經收斂，讓我們很為難。
放寬收斂標準，可能把沒有收斂的錯誤結果當作收斂結果接受了。
收緊收斂標準，又會多運行很多步，白白浪費很多時間。
所以，我們希望有個放之四海而皆準的收斂標準，在仿真運行到收斂的時候，正好結束仿真。
這個標準，不是一個數，不是一個公式。從把握全局標準的殘差，到追求終局目標的設計參數，最后深挖局部觀察的流動現象。從表及里，一層層剝開。
看完這三層，才敢說是否已經收斂。
一、全局標準
殘差——仿真軟件估算的誤差
常規的收斂判斷是：殘差小到十的負四次方、負六次方……。
對于簡單算例，直接用軟件給你的標準，殘差達到標準就認為收斂。
對于復雜算例，誰也無法只用殘差判斷是否收斂。
仿真軟件運行幾十步后，殘差完成了漂亮的跳水，就不死不活地上上下下波動。
你猜不透，殘差背后，仿真軟件是在辛苦地修正流場，還是在攪亂流場。
你猜不透，殘差下降到十的負六次方，表示流動已經修正合理，還是軟件根本忽視了不合理的分布。
殘差只是軟件估算的整個流場的殘余誤差，并沒有告訴你流場在發生什么。
大形勢與你有什么關系，大趨勢好的時候也有賠錢的，大形勢不好的時候，也有賺錢的。
殘差與你有什么關系，殘差小的時候，也有流場亂的，殘差大的時候，也有流場收斂的。
沒有人可以只用股票指數炒股賺錢。沒有人可以只用殘差判斷復雜算例收斂情況。
計算機不能自動設置一個收斂準則，取代你的判斷，所以你有存在的價值。
你抱怨的就是你存在的意義。
二、終局目標
換個思路，仿真的終局目標就是獲得設計參數。如果你要算阻力，為什么不直接觀察阻力變化？
展開 這次嘗試很快就收斂了，得到了如圖4所示的位移形狀。
圖 4 最終的變形形狀
檢查了接觸穿透情況，以確認降低后的接觸剛度沒有導致過度穿透。問題解決了！
事后看來，第一次嘗試時可以通過以下方法實現收斂：
a. 檢查間隙。
b. 緩慢施加載荷。
c. 降低接觸剛度以考慮彈簧的高幾何柔性。
其他改善收斂行為的方法：
實際的現實世界中涉及多個部件接觸的模型并不總是像我們的例子那樣簡單，可能需要其他方法來實現收斂。以下是一些額外的建議：
1）繪制剩余力：牛頓-拉夫森剩余力的高值通常表明導致不收斂的特定接觸對。
2）在接觸區域細化網格：這將使接觸壓力分布在更多的單元上，并增加接觸點的數量。相對較少的接觸點可能會導致非常高的接觸應力，從而導致單元過度變形和收斂困難。對于非線性材料，這尤其成問題。
3）使用基于曲面投影的接觸（又名——在 ANSYS 中檢測方法=來自接觸的節點投影法向）：這種方法通常會改善接觸壓力和牽引力的分布，特別是當配合接觸表面上的網格有很大差異時。它還往往在底層單元中提供更準確的應力解。
4）添加接觸穩定阻尼：這是在物體之間存在初始間隙的情況下，可用于消除剛體運動的另一種方法。這為手動將物體移動到接觸狀態、添加偏移量或使用“調整至接觸”選項提供了一種替代方法。雖然這些方法有效，但它們會通過有效地偏移接觸檢測點的位置來改變感知到的幾何形狀。另一方面，接觸穩定阻尼會抑制部件之間的相對運動，允許部件相對移動并消除間隙。
如果您仿真分析中碰到了接觸仿真計算不收斂問題，可以聯系討論。
展開 【有限元】案例講解結構非線性仿真不收斂解決技巧
主要通過分析一個揚聲器Kms(x)仿真不收斂的解決案例，來討論下有限元非線性計算時應該注意的事項，以及非線性計算時求解器設置。供各位參考。
昨天一個朋友用comsol分析一款支片（彈波）的Kms（x）時，用最大位移5mm計算時，收到一個錯誤提示：“達到最大牛頓迭代次數”。只能計算到2mm。我花了點時間幫助他解決了一下。就以此為案例，解剖下麻雀。
Comsol復雜模型的默認網格劃分/默認求解能力和非線性的計算能力相比較與其他軟件如Ansys或者ABAQUS是存在一定差距的，所以網格和求解器在求解復雜非線性模型時需要根據有限元計算理論進行一定的手動調整。
首先介紹下，Kms(x)的仿真分析大致有兩種思路：1.給定一個力，然后計算位移，力/位移就是Kms。2.給定一個位移，然后計算其他剛性部件的反作用力，力/位移就是Kms。這兩種思路對應的有限元軟件內部算法也略有差異，不過一般使用專業軟件不需要考慮那么深。
以下討論的解決技巧不局限于comsol,對其他軟件進行非線性仿真時出現不收斂也是適用的。
我的解決思路是這樣的：
1. 檢查結果。支片在2mm時顯然未拉伸至最大，所以不是因為變形過大造成不收斂。
2. 檢查求解記錄。通過查看求解器的收斂曲線，發現未相對誤差經過25次迭代之后未達到0.001，從而顯示不收斂。
3. 檢查參數。這個案例用的是給定一個位移，然后計算反作用力的方法。Comsol采用參數化掃描時，需要避開位移0點，否則Kms計算會出錯。所以位移設置修改為從-5.01mm計算到5mm。
4. 檢查物理場邊界/載荷設置。
展開 斷路器電弧運動仿真
Comsol6.1版本出來了，原本認為最新版本在斷路器電弧收斂性方面會有很大的改善，然而導入之前已做好的6.0版本文件發現，在多物理場模塊下，之前需要的方程模塊選項沒了，多出來磁流體模塊。研究了一個下午，起弧是能模擬出來，而電弧似乎一直在觸點附近，并沒受到洛侖磁力的作用，也找不出原因。最后，還是研究以前的案例。
現將電路串聯電阻設置為0.5Ω，以前是1.5Ω，1.5Ω時的收斂性好于0.5Ω，后者很難收斂。通過改變求解器設置參數，得到了以下收斂圖，如圖1所示。
圖1 殘差收斂圖
最終的溫度云圖和速度云圖等，一口氣疊加在一起，如圖2所示。
在電弧收斂性方面，據圖1本人總結，當殘差值在e7左右時，結果很難收斂，半天就跑0.5ms。
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”的仿真驗證方案。
利用Ansys optiSLang，我們能夠收斂這些仿真并創建真正的閉環。”
Ansys Mechanical支持應力及應變分析，與此同時，結合Icepak有助于了解熱膨脹產生的應力。Nelson道： “我們甚至會進行一些底板曲率優化，以從底板實現最佳的機械連接和熱連接。
同樣，我們也會對封裝進行大量電磁分析。這就是預測感應性寄生和電阻性寄生。
復雜圖形：
（不同SMO技術對復雜圖形的仿真結果）
(不同SMO技術對復雜圖形的仿真收斂曲線)
(不同SMO技術對復雜圖形的仿真運行時間)
結論：
? Newton-IHTs方法成像保真度與SD方法相當，運行時間僅1161s，比SD方法（3877s）提速約
你還將學習使用 simpleFoam 求解器運行仿真，并掌握仿真收斂性與求解器穩定性的監測方法。
課程會講解如何在 ParaView 中完成后處理工作，包括速度場、壓力分布與湍流結構的可視化，同時學會提取定量數據，并制作可用于報告或研究的高質量可視化結果。
你還將學習使用 simpleFoam 求解器運行仿真，并掌握仿真收斂性與求解器穩定性的監測方法。
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用戶可通過工具欄調出結果曲線窗口，該窗口主要用于監控參數殘差值（溫度、速度、壓力）和參數值隨迭代計算的變化，從而判斷仿真項目求解是否收斂。本案例中，觀察到求解器在160步左右殘差曲線達到1，同時溫度監控點的收斂曲線趨于穩定，可判斷該模型已收斂。
執行靜態分析
設置靜態分析參數（如仿真時間、收斂精度）。
批量運行DOE案例，記錄Interface Marker反作用力數據。失敗處理：勾選Continue with Next Trial自動跳過失敗案例。仿真結束后，生成結果表（DOE案例+響應數據），點擊Create Meta Model File生成.cmm文件（元模型文件）。
6.
許多小伙伴通過私信與我交流實際項目中的問題，例如齒輪嚙合和強度校核、仿真收斂困難和嘯叫NVH等，這些互動不僅讓我接觸到更多實際案例，也促使我不斷深化對仿真技術的理解。截至目前，發布的視頻教程最高播放量近<strong>2萬次</strong>，這些數據背后是每一位鄰友的支持與信任。
例如材料剛度為零或負（應變軟化）時，材料出現不穩定行為，AbaqUS 仿真往往無法收斂。</p><h3><strong style="color: rgb(12, 12, 12);">(3) 邊界非線性問題</strong></h3><p>接觸和摩擦等邊界條件的非線性變化，如接觸面的不穩定分離、顫振等，會中斷整體收斂速率的預測，導致求解發散。
此外，高精度仿真的收斂時間可以從幾周縮短到一天以內。
設計優化工作流程
基于 Concepts NREC 敏捷工程設計系統的葉輪機械初步設計，在多級軸向/徑向葉輪機械的設計與分析中融入了最先進的損失模型、交互式流道改型、葉片設計、滿足特定的設計標準的自動幾何調整、快速評估偏離設計點的性能曲線生成，以及最終三維幾何形狀的詳細設計。
