abaqus求解技術(shù)的案例
技術(shù)分享︱基于SAMR網(wǎng)格自適應(yīng)與AI智能求解技術(shù)的高保真流場模擬
</strong></p><p><br></p><p> “風(fēng)神NF3”數(shù)字孿生風(fēng)洞是神工坊<sup>?</sup>CAE“基座+應(yīng)用”生態(tài)的里程碑，本文將深度解析其背后的兩大核心技術(shù)——HSF-SAMR網(wǎng)格自適應(yīng)與HSF-AI智能求解技術(shù)，看它們?nèi)绾巫尫抡鎻摹澳芩恪边M(jìn)階為“智能算”。</p><p><br></p><h2><strong>01 核心“基座”：“超算+AI”混合數(shù)值引擎</strong></h2><p> “風(fēng)神NF3”的核心“基座”——SIMFORGE HSF<sup>?</sup>“超算+AI”混合數(shù)值引擎是基于“超算+AI”技術(shù)的先進(jìn)CAE軟件基座，支持工程計算應(yīng)用的快速開發(fā)、自動并行，以及多域耦合、AI求解加速等。
展開 技術(shù)分享︱大型稀疏線性方程組求解技術(shù)——工業(yè)仿真的底層核心
根據(jù)一般經(jīng)驗，方程組求解時間會占總計算時間的70%以上，往往是整個計算過程中的性能瓶頸。如果說求解器是工業(yè)CAE軟件的核心模塊，那么大型稀疏線性方程組的求解技術(shù)將毫無疑問是底層求解器的核心。
NASA翼型網(wǎng)格經(jīng)過離散得到的稀疏矩陣（素材來源于網(wǎng)絡(luò)）
二、方法
眾所周知，稀疏線性方程組的求解方法可以分為直接法和迭代法 ，兩類方法各有優(yōu)劣，特點比較如下：
迭代法[1]：
對于不同類型稀疏矩陣表現(xiàn)差異較大，存在收斂性與收斂速度問題，催生了許多預(yù)處理技術(shù)（Preconditioners）；
對原矩陣的編輯很少，SpMV(Sparse matrix-vector multiplication)是其核心運算；
內(nèi)存需求小，求解速度較快，算法復(fù)雜度低；
較易實現(xiàn)并行化。
直接法[2]：
通用、穩(wěn)定；通過前后處理，能夠保證計算的收斂性與精度；
對原矩陣的編輯多（分解、排序、縮放等）；
內(nèi)存需求大，求解速度慢，算法復(fù)雜度更高；
并行度有限。
其中迭代法的種類很多，可以分為定常（Stationary）迭代法與非定常迭代法[3]。經(jīng)典的定常迭代法有Jacobi迭代法、Gauss-Seidel迭代法、SOR迭代法等，這些方法均可基于矩陣分裂推導(dǎo)得到；而在數(shù)值模擬中，非定常迭代法則顯得更加重要，常見的有共軛梯度法（Conjugate Gradient CG）、廣義最小殘量方法（Generalized Minimal Residual GMRES）、穩(wěn)定雙共軛梯度法（Biconjugate Gradient Stabilized Bi-CGSTAB）等，這些算法都屬于Krylov子空間方法。
展開 ABAQUS中求解某部分單元的平均應(yīng)力或平均應(yīng)變 ￥10
1、參考模型：單向纖維的RVE模型；
2、腳本功能：針對指定的單元集合，在后處理中求解平均應(yīng)力和平均應(yīng)變。
3、應(yīng)用的公式：一階均勻化計算方法。對于 RVE 模型的平均真應(yīng)力和平均真應(yīng)變，可通過對 RVE 內(nèi)每一個單元的真應(yīng)力 （真應(yīng)變）取均值獲得。使用一階均勻化計算方法輸出的應(yīng)力和應(yīng)變適用于各種邊界條件，但需要對每個單元進(jìn)行應(yīng)力（應(yīng)變）的輸出和計算。
大型稀疏線性方程組求解技術(shù)——工業(yè)仿真的底層核心
根據(jù)一般經(jīng)驗，方程組求解時間會占總計算時間的70%以上，往往是整個計算過程中的性能瓶頸。如果說求解器是工業(yè)CAE軟件的核心模塊，那么大型稀疏線性方程組的求解技術(shù)將毫無疑問是底層求解器的核心。
NASA翼型網(wǎng)格經(jīng)過離散得到的稀疏矩陣（素材來源于網(wǎng)絡(luò)）
方法
眾所周知，稀疏線性方程組的求解方法可以分為直接法和迭代法 ，兩類方法各有優(yōu)劣，特點比較如下：
迭代法[1]：
對于不同類型稀疏矩陣表現(xiàn)差異較大，存在收斂性與收斂速度問題，催生了許多預(yù)處理技術(shù)（Preconditioners）；
對原矩陣的編輯很少，SpMV(Sparse matrix-vector multiplication)是其核心運算；
內(nèi)存需求小，求解速度較快，算法復(fù)雜度低；
較易實現(xiàn)并行化。
直接法[2]：
通用、穩(wěn)定；通過前后處理，能夠保證計算的收斂性與精度；
對原矩陣的編輯多（分解、排序、縮放等）；
內(nèi)存需求大，求解速度慢，算法復(fù)雜度更高；
并行度有限。
其中迭代法的種類很多，可以分為定常（Stationary）迭代法與非定常迭代法[3]。經(jīng)典的定常迭代法有Jacobi迭代法、Gauss-Seidel迭代法、SOR迭代法等，這些方法均可基于矩陣分裂推導(dǎo)得到；而在數(shù)值模擬中，非定常迭代法則顯得更加重要，常見的有共軛梯度法（Conjugate Gradient CG）、廣義最小殘量方法（Generalized Minimal Residual GMRES）、穩(wěn)定雙共軛梯度法（Biconjugate Gradient Stabilized Bi-CGSTAB）等，這些算法都屬于Krylov子空間方法。
展開 
如何在ANSYS Workbench中使用ABAQUS求解器
config.xml文件位置路徑如下：
ANSYS安裝目錄
\v231\aisol\WBAddins\AbaqusAddin\config.xml
Abaqus版本不對或者環(huán)境變量設(shè)置有問題，會彈出如下錯誤
三、配置Abaqus環(huán)境變量
安裝好
Abaqus軟件后，還需要配置
PATH環(huán)境變量，以下三個值必不可少。
D:\Abaqus6.14\Abaqus\Commands
D:\Abaqus6.14\Abaqus\6.14-3\code\bin
D:\Abaqus6.14\Abaqus\6.14-3\tools\SMApy\python2.7\Lib
配置環(huán)境變量的方法如下：
1、右鍵此電腦>屬性>高級系統(tǒng)設(shè)置>環(huán)境變量。
2、系統(tǒng)變量中找到Path，選中后點擊“編輯”。
3、點擊“新建”按鈕，添加上述三個路徑，見下圖。
軟件安裝后，
PATH環(huán)境變量可能已經(jīng)自動建立一個了，此時就不需要再建立該變量了。
對于安裝了多個
Abaqus版本的情況，應(yīng)該把想用的
Abaqus版本的環(huán)境變量靠前設(shè)置。環(huán)境變量
PATH里面很多程序的路徑，想使用的
Abaqus版本要靠前，
ANSYS WORKBENCH應(yīng)該是從前往后找的。
展開 ABAQUS中沖擊動力學(xué)問題的求解方法
ABAQUS/Explicit（顯式求解器）
使用ABAQUS/Explicit可以進(jìn)行顯式動態(tài)分析，它適于求解復(fù)雜非線性動力學(xué)問題和準(zhǔn)靜態(tài)問題，特別是用于模擬短暫、瞬時的動態(tài)事件，如沖擊和爆炸問題。此外，它對處理接觸條件變化的高度非線性問題也非常有效，例如模擬成型問題，它的求解方法是在時間域中以很小的時間增量步向前推出結(jié)果，而無需在每一個增量步求解耦合的方程系統(tǒng)，或者生成總體剛度矩陣。
ABAQUS/Explicit不但支持應(yīng)力/位移分析，而且還支持完全耦合的瞬態(tài)溫度/位移分析、聲固耦合分析。任意的拉格朗日—歐拉自適應(yīng)網(wǎng)格功能可以有效地模擬大變形非線性問題。將ABAQUS/Standard和ABAQUS/Explicit結(jié)合使用，結(jié)合二者的隱式和顯式求解技術(shù)，可以求解更廣泛的實際問題。
綜上所述，本文應(yīng)用顯示求解器ABAQUS/Explicit進(jìn)行數(shù)值模擬分析。
2. 動力學(xué)顯式有限元方法
ABAQUS/Explicit是基于顯式算法的有限元程序。
展開 Altair 2014求解器技術(shù)大賽
Altair 2014求解器技術(shù)大賽
作為業(yè)界領(lǐng)先的CAE仿真技術(shù)供應(yīng)商，Altair求解器技術(shù)已經(jīng)覆蓋碰撞分析、結(jié)構(gòu)分析、優(yōu)化仿真、多體動力學(xué)分析、流體動力學(xué)分析、疲勞分析、電磁仿真、NVH分析和流固耦合等眾多領(lǐng)域，為汽車、航空航天、船舶、重型機械、鐵道機車、電子/消費品及生物醫(yī)學(xué)等行業(yè)提供快速、精確、穩(wěn)健的求解分析功能，提高產(chǎn)品性能。為了更好地分享使用經(jīng)驗以及展示應(yīng)用成果，Altair舉辦“Altair 2014求解器技術(shù)大賽”，歡迎廣大用戶積極參賽。
大賽基本信息
大賽時間：2014年3月20日-9月20日
參賽對象：所有Altair HyperWorks用戶
參賽形式：個人賽，獨立完成設(shè)計作品
使用軟件：完全使用Altair HyperWorks仿真技術(shù)平臺，選擇其中一種或多種求解器完成作品。Altair主要求解器包括RADIOSS/OptiStruct/HyperStudy/MotionSolve/AcuSolve/HyperForm/HyperXtrude等。
大賽內(nèi)容：
?參賽題目及模型自擬：選擇涉及汽車、航空航天、機械、船舶、電子、運動消費品等制造業(yè)或生物醫(yī)學(xué)等行業(yè)，具有一定工程背景并可以公開發(fā)表的選題
?求解分析：結(jié)構(gòu)線性分析、動力響應(yīng)分析、非線性分析（顯式及隱式）、多體動力學(xué)分析、流體動力學(xué)分析、NVH分析、疲勞分析、流固耦合、擠壓成型等
?優(yōu)化設(shè)計：結(jié)構(gòu)減重、復(fù)合材料優(yōu)化、動力響應(yīng)優(yōu)化、非線性優(yōu)化等
大賽流程：
1，報名參賽：自選題目，提交參賽申請表，獲得參賽資格和HyperWorks軟件安裝。
2，賽前培訓(xùn)：通過網(wǎng)絡(luò)研討會的形式為參賽者提供軟件培訓(xùn)和指導(dǎo)。
3，完成選題：參賽者根據(jù)要求完成選題。
展開 abaqus求解命令流
abaqus求解命令流
Abaqus通用求解器控制參數(shù)全解析 ￥2
<h2><strong>1 解決問題</strong></h2><p>主要用于在強非線性導(dǎo)致默認(rèn)隱式求解難以收斂時，通過調(diào)整收斂判據(jù)、增量大小和迭代策略來緩解報錯。</p><h2><strong>2 設(shè)置方法</strong></h2><p>步驟一：分析步-其他-通用求解控制-管理器</p><p><br></p><figure style="text-align: center;" class="ql-align-center">
<figure class="figure-image" contenteditable="false" data-img="https://img.jishulink.com/202603/attachment/38e8d6e32dbf468e98b8063e6a561f36.png" style="display: inline-block;">
<img src="https://img.jishulink.com/202603/attachment/38e8d6e32dbf468e98b8063e6a561f36.png" style="" width="540" data-mobile-src="https://img.jishulink.com/202603/attachment/38e8d6e32dbf468e98b8063e6a561f36.png?image_process=/format,webp/quality,q_40" data-pc-src="https://img.jishulink.com/202603/attachment/38e8d6e32dbf468e98b8063e6a561f36.png?
展開 Abaqus顯式求解出錯
Abaqus顯式求解時有時勾選了多核運算才能求解，不然報錯，有時因為勾選了才出錯，這是啥原理
【仿真平臺性能測試】Abaqus顯式求解分析
本期選取CAE領(lǐng)域最常用的仿真軟件Abaqus，選擇基于Abaqus顯式求解的某型汽車碰撞的案例。我們來看下基于“神工坊”高性能仿真平臺”的Abaqus顯式求解計算，和其他仿真云平臺進(jìn)行效率對比如何。
Abaqus顯示求解適用于非線性的動力學(xué)問題和準(zhǔn)靜態(tài)問題，適用于模擬碰撞、沖擊和爆炸等問題，因此廣泛應(yīng)用于航空、航天、汽車等領(lǐng)域。顯式求解應(yīng)用中心差分方法對運動方程進(jìn)行顯式的時間積分，應(yīng)用一個增量步的條件計算下一個增量步的條件，且需要較小的時間增量，所以對計算機的硬件要求較高。
1
模型介紹
我們進(jìn)行顯式分析的模型為某型汽車的碰撞有限元模型。使用材料為某型鋼，模型網(wǎng)格數(shù)量為300萬,實體網(wǎng)格使用C3D8R,殼體網(wǎng)格使用S4RS。仿真時間為0.6s。使用質(zhì)量縮放，定義時間增量步為1E-06。
汽車、路面和墻體之間接觸使用通用接觸。定義墻體為剛體、路面為剛體。通過在墻體上定義RP點，將固定約束施加在RP點上使得墻體固定。汽車的初始速度為25mph,在車體上施加速度場，方向為X軸正方向。
展開 
技術(shù)范例 – 在顯式求解器設(shè)定質(zhì)量放大
前言：
Abaqus/Explicit的優(yōu)勢是分析接觸、碰撞等高度非線性問題，或是當(dāng)Abaqus/Standard難以收斂時，利用Explicit將問題以擬靜態(tài)方式模擬就沒有收斂問題。然而，為了得到穩(wěn)定、可靠的結(jié)果，Explicit求解時使用非常小的時間增量，進(jìn)而產(chǎn)生龐大的計算成本。因此，提高加載速率(Loading rate)與質(zhì)量放大(Mass scaling)經(jīng)常用來提升計算效率。不過當(dāng)材料需要考慮應(yīng)變率時，提高加載速率的方法將不適用，使用者可以使用質(zhì)量放大來提高運算速度。
原理：
Abaqus/Explicit將求解過程視為波傳問題，穩(wěn)定時間增量的計算如下面公式，其與元素特徵長度及疏密波波速有關(guān)，其中疏密波波速又和楊氏係數(shù)與密度有關(guān)。質(zhì)量放大的原理就是調(diào)整部分元素的密度，藉由放大時間增量來提升計算效率。
步驟一：
設(shè)定質(zhì)量放大前，先檢核當(dāng)前模型的穩(wěn)定時間增量，當(dāng)作后續(xù)調(diào)整的依據(jù)。建立完Job之后，無論直接提交(Submit)分析或是執(zhí)行Data check，系統(tǒng)都會將穩(wěn)定時間增量的資訊寫入(.sta)檔內(nèi)，如下圖所示，使用者可以從(.sta)檔中找到初始時間增量以及前十個控制時間增量的元素。
步驟二：
在Step模塊建立Dynamic, Explicit分析步時，進(jìn)入Mass scaling的頁籤，勾選Use scaling definitions below選項后，點選Create設(shè)定質(zhì)量放大。
展開 Ansys vs Abaqus：隱式與顯式求解的終極博弈
在CAE領(lǐng)域，選擇Standard（隱式）還是Explicit（顯式）求解器，本質(zhì)上是在平衡“計算精度”與“時間尺度”。
1?? 隱式求解 (Implicit/Standard)
核心是求解 $Ku=F$。每一步都需要進(jìn)行矩陣求逆和牛頓迭代，以確保力平衡。
特點： 絕對收斂。步長可以很大，不受穩(wěn)定性限制。
擅長： 靜力學(xué)、線性振動、緩慢的非線性過程。
痛點： 接觸極度復(fù)雜或大變形時，收斂困難，報錯“收斂失敗”是常態(tài)。
2?? 顯式求解 (Explicit)
核心是動力學(xué)方程 $Ma=F-I$。直接根據(jù)當(dāng)前時刻的狀態(tài)推導(dǎo)下一時刻，不求逆陣，不迭代。
特點： 沒有收斂問題。但步長受限于穩(wěn)定性準(zhǔn)則（CFL條件），通常極小（$10^{-7}$s量級）。
擅長： 跌落、碰撞、爆炸、高速切削。
痛點： 適合極短時間內(nèi)的物理過程。計算長時間問題時，累計誤差大。
3?? 工具選型建議
Abaqus： Standard與Explicit切換極其絲滑，適合處理復(fù)雜的非線性接觸（如密封件、橡膠）。
Ansys： 隱式求解器極其高效穩(wěn)定，配合LS-DYNA插件，在結(jié)構(gòu)靜力和多物理場耦合上具有統(tǒng)治力。
展開 ABAQUS彈簧質(zhì)量系統(tǒng)固有頻率求解
今天跟大家聊一聊我們在結(jié)構(gòu)力學(xué)與結(jié)構(gòu)動力學(xué)里面常見的一個計算公式——彈簧質(zhì)量系統(tǒng)的固有頻率求解：
學(xué)過結(jié)構(gòu)力學(xué)或者結(jié)構(gòu)動力學(xué)的同學(xué)都知道我們系統(tǒng)的固有頻率求解，求解公式如下：
式中的f0即為固有頻率，k為系統(tǒng)的剛度（N/m），m為系統(tǒng)質(zhì)量（kg）。
假定我們的模型如下所示：
那么由上我們可以計算出一個彈簧質(zhì)量系統(tǒng)的固有頻率，如果我們的k=400N/m，m=10kg，那么通過上式可以計算得到我們的系統(tǒng)固有頻率為1.00658。由此建立我們的ABAQUS有限元模型如下：
1.建立一個點部件，坐標(biāo)輸入（0，0，0）
2.鼠標(biāo)左鍵長按1處圖標(biāo)選擇通過偏移形成參考點，通過參考點RP偏移1000mm生成3處參考點
3.導(dǎo)入點部件進(jìn)行裝配
4.在分析步模塊建立線性攝動求解類型，頻率求解分析步
5.采用Lanczos求解，頻率求解值設(shè)為1即可
6.在相互作用模塊對基準(zhǔn)點建立參考點1，即RP-1
7.在上欄special中的彈簧模塊建立兩點之間的彈簧
8.設(shè)置彈簧剛度，在ABAQUS的mm制單位中剛度設(shè)置為0.4N/mm
9.在上欄special慣性與質(zhì)量中設(shè)置RP-1的質(zhì)量為0.01t
10.設(shè)置兩點的邊界條件，其中RP點6個自由度完全限制，RP-1點除圖中x方向自由度（即U1）其余自由度完全限制
11.無網(wǎng)格劃分操作，設(shè)置job，求解job得到結(jié)果
由上得到我們的結(jié)果，頻率為1.0066，與我們通過公式計算所得到的1.00658相差無幾，誤差很小。
以上就是我們今天關(guān)于彈簧質(zhì)量系統(tǒng)的固有頻率求解的討論，謝謝大家！我是食詩吃詞！SSCC!
展開 abaqus加載問題求解
大神們，小弟是abaqus新人，想請教個問題，就是我在做靜力模擬實驗時，選擇位移加載的方法，但加載不同的位移值，得出的荷載力不同，是怎么回事？有相關(guān)的文獻(xiàn)可以參考嗎？
