ansys 時(shí)間步長(zhǎng)
關(guān)注創(chuàng)建者：王靖雯 創(chuàng)建時(shí)間：2023-03-07
ansys 時(shí)間步長(zhǎng)的視頻教程
Ansys workbench瞬態(tài)熱分析-載荷步與時(shí)間設(shè)置Tips
簡(jiǎn)單明要的介紹瞬態(tài)熱分析的方法，解析了載荷步與時(shí)間設(shè)置的關(guān)系，多個(gè)連續(xù)載荷下該如何定義。
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ansys 時(shí)間步長(zhǎng)的實(shí)例教程
瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)問(wèn)題求解精度取決于積分時(shí)間步長(zhǎng)，步長(zhǎng)越小計(jì)算精度越高。過(guò)小的步長(zhǎng)會(huì)增加計(jì)算機(jī)的負(fù)擔(dān)，過(guò)大的步長(zhǎng)會(huì)導(dǎo)致高階模態(tài)的響應(yīng)出錯(cuò)。因此要得到一個(gè)較好的時(shí)間步長(zhǎng)應(yīng)遵循以下原則：
1、分析響應(yīng)的頻率：
時(shí)間步長(zhǎng)應(yīng)該小到可以捕捉結(jié)構(gòu)的響應(yīng)。對(duì)NEWMARK積分方案而言，可以使用感興趣的模態(tài)階數(shù)確定時(shí)間步長(zhǎng)，
△t=1/（20f）
上式中，△t為時(shí)間步長(zhǎng)，f為所感興趣的階數(shù)頻率。
如果需要計(jì)算加速度，則時(shí)間步長(zhǎng)需要進(jìn)一步減小。
2、響應(yīng)一般比載荷慢半拍，階躍載荷尤其如此。需要較小的時(shí)間步長(zhǎng)以便能夠跟蹤載荷的改變，一般1/180f較為合適。
展開(kāi) 時(shí)間步長(zhǎng)是除了單元平衡方程之外，顯示動(dòng)力學(xué)計(jì)算的最基礎(chǔ)最重要理論公式
在LS-DYNA中關(guān)鍵字*CONTROL_TIMESTEP用于控制求解時(shí)間步長(zhǎng)，時(shí)間步長(zhǎng)為每一步有限元積分的長(zhǎng)度。計(jì)算所需時(shí)間步長(zhǎng)時(shí)，要檢查所有的單元。最小時(shí)間步長(zhǎng)計(jì)算公式
其中▲t是時(shí)間步長(zhǎng)，α是時(shí)間步長(zhǎng)縮放因子，L是單元特征長(zhǎng)度，c是材料聲速
α（時(shí)間步長(zhǎng)縮放因子）對(duì)應(yīng)DYNA中的關(guān)鍵字TSSFAC。在DYNA官方幫助文檔中對(duì)α的解釋為：計(jì)算穩(wěn)定性的考慮，TSSFAC通常設(shè)置為0.90（默認(rèn)值）或者更小。為了減少求解時(shí)間，我們希望使用更大的穩(wěn)定的時(shí)間步長(zhǎng)，但大于0.90的值通常會(huì)導(dǎo)致不穩(wěn)定。
展開(kāi) wx_fmt=png" width="246" style=""> </p><p><br></p><p>其中，u為流體速度；Δt為時(shí)間步長(zhǎng)；Δx為網(wǎng)格尺寸；</p><p><br></p><p><span style="color: rgb(255, 129, 36);">形象點(diǎn)理解，u*Δt表示流體在Δt時(shí)間內(nèi)流動(dòng)的距離，除以網(wǎng)格尺寸，則表示流體在一個(gè)時(shí)間步長(zhǎng)內(nèi)流過(guò)了多少個(gè)網(wǎng)格。顯然一個(gè)時(shí)間步長(zhǎng)內(nèi)流過(guò)的網(wǎng)格越多，計(jì)算就越快，但收斂性就會(huì)越差。</span></p><p> <img src="https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_jpg/8tJMdLVYZy8ib5BucKKic5eRbiagsS3oXAdmuIMDR2RNXsRQrmAf9lPTt4ZwAjic4mASpdLVFLuNhn5AarricqiaJ7YA/640?wx_fmt=jpeg" width="100%"> </p><p><br></p><p>類似于人賽跑，跑得快固然很快能跑完，但也可能中間摔跟頭。</p><p><br></p><p> <img src="https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_jpg/8tJMdLVYZy8ib5BucKKic5eRbiagsS3oXAdZOw4xYnAcfOY2RyloWFSP67vicc5Gw8k1WUDsKv9bN3pbjRoOibkCo5A/640?wx_fmt=jpeg" width="100%"> </p><p><br></p><p>庫(kù)朗數(shù)主要受流速u、時(shí)間步長(zhǎng)Δt和網(wǎng)格尺寸Δx的影響。而流速u和網(wǎng)格尺寸Δx主要由實(shí)際工況決定，不能人為控制，因此主要由時(shí)間步長(zhǎng)Δt來(lái)控制庫(kù)朗數(shù)。
展開(kāi) 在每個(gè)時(shí)間步需要將interface節(jié)點(diǎn)上的流動(dòng)變量進(jìn)行傳遞，以實(shí)現(xiàn)兩個(gè)區(qū)域的流場(chǎng)耦合求解。這相對(duì)于網(wǎng)格重生成的方法來(lái)說(shuō)可以節(jié)省大量的計(jì)算成本。
由于Moving Mesh法采用的是非定常方法，計(jì)算量較大，因此合理地設(shè)定物理時(shí)間步和每步的迭代步數(shù)就很重要了。前者經(jīng)驗(yàn)上往往設(shè)為轉(zhuǎn)速倒數(shù)的1/10，轉(zhuǎn)速單位為rad/s；后者根據(jù)需要常設(shè)在10~30之間。
在用Moving Mesh進(jìn)行非定常計(jì)算之前，可以先用定場(chǎng)的方式計(jì)算流場(chǎng)，這樣可以加快收斂速度，并提高非定常計(jì)算前期輸出結(jié)果的可信度。同時(shí)還要注意旋轉(zhuǎn)域的物理量往往變化劇烈，需要較密的網(wǎng)格，Pressure discretization建議采用presto!格式。
PS：滑移網(wǎng)格計(jì)算量確實(shí)挺大，我現(xiàn)在做的全機(jī)帶螺旋槳的網(wǎng)格，旋轉(zhuǎn)域100W，固定域200W，i5-760CPU四核全開(kāi)，定常計(jì)算1000步迭代耗時(shí)仍要2h40min，非定常階段耗時(shí)14h
展開(kāi) wx_fmt=png"> </p><p> </p><p> </p><p><strong>3.Max Iterations/Time Step</strong></p><p> </p><p>首先，計(jì)算 unsteady flow 的時(shí)候，fluent 是從前一個(gè)時(shí)間算到下一個(gè)時(shí)間的。</p><p><br></p><p>從這個(gè)意思上來(lái)就認(rèn)為是“time step”，一個(gè)時(shí)間接一個(gè)時(shí)間，而每個(gè)時(shí)間就相當(dāng)于一個(gè)準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)，因此計(jì)算的時(shí)候需要 Max Iterations per Time Step，這個(gè)就像你在計(jì)算穩(wěn)態(tài)時(shí)候需要設(shè)置的一樣，在達(dá)到 iteration 次數(shù)之前收斂就完成這個(gè) time step，否則就算到所規(guī)定的次數(shù)。</p><p><br></p><p><strong>4.Number of Time Steps</strong></p><p> </p><p>對(duì)穩(wěn)態(tài)，Number of iterations表示迭代次數(shù)，一個(gè)迭代次數(shù)就會(huì)將所有的網(wǎng)格遍歷一遍，完成一次循環(huán)。剛開(kāi)始給網(wǎng)格的值可能不收斂，甚至和收斂網(wǎng)格相差很大，所以需要多次迭代。</p><p><br></p><p>而對(duì)非穩(wěn)態(tài)來(lái)說(shuō)，需要定義流動(dòng)時(shí)間。一共流動(dòng)多少秒，由此需要知道時(shí)間間隔（time step size），在這個(gè)時(shí)間間隔內(nèi)，認(rèn)為是穩(wěn)態(tài)流動(dòng)。</p><p><br></p><p>Max Iterations per Time Step是這個(gè)時(shí)間間隔最大的迭代次數(shù)，也就是說(shuō)在這個(gè)時(shí)間間隔內(nèi)最多迭代完這些步，同時(shí)當(dāng)?shù)赀@些步數(shù)之后，流動(dòng)就進(jìn)行了這么多的時(shí)間。
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ANSYS Maxwell：無(wú)刷直流電機(jī)快速入門教程 發(fā)布時(shí)間：2026年1月 文件規(guī)格：MP4格式，視頻編碼為h264，分辨率1920×1080 授課語(yǔ)言：英語(yǔ) 課程時(shí)長(zhǎng)：1小時(shí)30分鐘 文件大小：2GB
時(shí)間步長(zhǎng)是除了單元平衡方程之外，顯示動(dòng)力學(xué)計(jì)算的最基礎(chǔ)最重要理論公式
在LS-DYNA中關(guān)鍵字*CONTROL_TIMESTEP用于控制求解時(shí)間步長(zhǎng)，時(shí)間步長(zhǎng)為每一步有限元積分的長(zhǎng)度。計(jì)算所需時(shí)間步長(zhǎng)時(shí)，要檢查所有的單元。最小時(shí)間步長(zhǎng)計(jì)算公式
其中▲t是時(shí)間步長(zhǎng)，α是時(shí)間步長(zhǎng)縮放因子，L是單元特征長(zhǎng)度，c是材料聲速
<p><strong>1. 庫(kù)朗數(shù)</strong></p><p> </p><p><strong>1.1 概念理解</strong></p><p><br></p><p>什么是庫(kù)朗數(shù)？庫(kù)朗數(shù)是用來(lái)衡量數(shù)值計(jì)算穩(wěn)定性的一個(gè)物理量，也被稱為CFL數(shù)、CFL準(zhǔn)則</p><p>在流體力學(xué)仿真軟件中，都能找到庫(kù)朗數(shù)(Courant number)的解釋和定義。在CFX的幫助文件里給出了一個(gè)比較直觀的公式來(lái)定義一維網(wǎng)格的庫(kù)朗數(shù)
<p><strong>1.穩(wěn)態(tài)與瞬態(tài) </strong></p><p> </p><p>穩(wěn)態(tài)與瞬態(tài)是流體計(jì)算為了方便而提出的概念，實(shí)際上任何流動(dòng)、傳熱問(wèn)題都應(yīng)該是瞬態(tài)的，因?yàn)檫@些現(xiàn)象總是在時(shí)間維度上進(jìn)行的。</p><p><br></p><p>但是實(shí)際上部分流動(dòng)、傳熱問(wèn)題在一定的時(shí)間之后，不再隨時(shí)間而變化，達(dá)到了穩(wěn)定的狀態(tài)，當(dāng)我們只考慮穩(wěn)定之后的狀態(tài)時(shí)，就可以用穩(wěn)態(tài)進(jìn)行計(jì)算；而如果我們想要研究達(dá)到穩(wěn)態(tài)之前的狀態(tài)
作者Cadence CFD 解決方案
關(guān)鍵要點(diǎn)
當(dāng)前向時(shí)間步的輸出表達(dá)式依賴于自身時(shí)，隱式有限差分法用于求解問(wèn)題。
隱式有限差分方程中會(huì)有不止一個(gè)未知數(shù)。
隱式有限差分法一般用于求解對(duì)時(shí)間步長(zhǎng)沒(méi)有限制的問(wèn)題。
采用數(shù)值方法求解偏微分方程
為了求解偏微分方程，通常采用數(shù)值方法。基于偽譜 (PS
Ansys EMA3D時(shí)間步長(zhǎng)加速技術(shù)增大了自由空間的介電常數(shù)，加快長(zhǎng)瞬態(tài)的收斂速度，從而在不顯著影響場(chǎng)值的情況下降低光速。實(shí)際上，EMA3D允許工程師選擇比Courant標(biāo)準(zhǔn)要求的實(shí)際光速高幾個(gè)數(shù)量級(jí)的時(shí)間步長(zhǎng)。這對(duì)雷擊仿真幫助很大，因?yàn)楣こ處煵粌H關(guān)注峰值幅度，而且也關(guān)注響應(yīng)的能量構(gòu)成或需要求解慢速波形。
作者：Joel Hake，概念工程師，中歐車輛技術(shù)（CEVT）
翻譯：上海安世亞太
前言
“SPEOS模型易于擴(kuò)展，其設(shè)計(jì)可在其他領(lǐng)域（如指示燈）重復(fù)使用。只需稍加調(diào)整,它就可以很輕易的被應(yīng)用到新的項(xiàng)目和設(shè)計(jì)中，可以為每個(gè)未來(lái)的項(xiàng)目節(jié)省大約80%的開(kāi)發(fā)和驗(yàn)證時(shí)間。”
中歐汽車科技(CEVT)是一家專注汽車關(guān)鍵領(lǐng)域的創(chuàng)新型公司，包括汽車外部照明。依靠Ansys基于物理的仿真
為什么ansys Maxwell 觀察磁力線的時(shí)候左下角只有時(shí)間-1s？
Van Oord正在使用Ansys軟件來(lái)加快用于海上風(fēng)力發(fā)電行業(yè)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)。
Van Oord的工程師正在使用Ansys Cloud和Ansys Mechanical來(lái)優(yōu)化新產(chǎn)品設(shè)計(jì)，最小化項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)，簡(jiǎn)化供應(yīng)商談判并縮短產(chǎn)品開(kāi)發(fā)時(shí)間。
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