ansys中的平衡迭代
關(guān)注創(chuàng)建者：王靖雯 創(chuàng)建時(shí)間：2023-03-07
ansys中的平衡迭代的實(shí)例教程
上面這張圖，用過(guò)ANSYS的朋友一定都很熟悉吧，在開(kāi)始求解到求解結(jié)束的整個(gè)漫長(zhǎng)過(guò)程中，這幅圖都會(huì)陪伴我們度過(guò)每一秒。
那么，圖中的各個(gè)曲線分別代表了什么意思呢？下面來(lái)說(shuō)一說(shuō)
Time=1
這是時(shí)間標(biāo)記，如果你的分析是多荷載步的，就會(huì)看到Time=1、2、3……如果在定義荷載步的過(guò)程中定義了時(shí)間的數(shù)值，那么這里就會(huì)按照用戶定義的時(shí)間顯示。時(shí)間很重要，可以在遇到程序意外錯(cuò)誤的時(shí)候，通過(guò)時(shí)間數(shù)據(jù)找到“發(fā)生計(jì)算問(wèn)題的時(shí)間點(diǎn)”以便于我們對(duì)模型的再修改。
橫軸： Cumulative Iteration Number / 累積迭代數(shù)
在非線性問(wèn)題的求解過(guò)程中，程序利用求解器進(jìn)行迭代計(jì)算來(lái)得到最終的解答。橫坐標(biāo)的“數(shù)量”大小，和項(xiàng)目的非線性程度直接相關(guān)，越接近線性問(wèn)題，迭代數(shù)越少，非線性程度越高或遇到難以收斂的時(shí)候，迭代次數(shù)就會(huì)顯著增加。
縱軸： Absolute Convergence Norm / 絕對(duì)收斂范數(shù)
既然叫“范數(shù)”，聯(lián)想到我們?cè)诮＿^(guò)程中輸入的各種數(shù)值都不是“范數(shù)”形式的，因此程序在求解過(guò)程中，在進(jìn)行計(jì)算的同時(shí)，也把相應(yīng)的變量進(jìn)行了“規(guī)范化”處理，比如有時(shí)候會(huì)進(jìn)行歸一化等等。對(duì)于我們來(lái)說(shuō)，縱軸的坐標(biāo)數(shù)值并不重要，重要的是曲線之前的相對(duì)位置關(guān)系。
重點(diǎn)來(lái)了
我們來(lái)看看曲線代表了什么意思
注意上面的曲線，體現(xiàn)的是F(Force，荷載)與M(Moment，彎矩)之間的關(guān)系，用這二者來(lái)繪圖，是因?yàn)樵谇蠼庥?jì)算過(guò)程中，這二者在全部單元自由度中都有相關(guān)性。在有些分析中，還會(huì)出現(xiàn)溫度、位移等。
上圖中還可見(jiàn)的，是CRIT和L2標(biāo)簽，CRIT是criteria的縮寫，指的是收斂判別準(zhǔn)則；L2指的是L2級(jí)范數(shù)，當(dāng)然還有L0、L1級(jí)范數(shù)，這里我們叫它為計(jì)算殘差。
展開(kāi) 上面這張圖，用過(guò)ANSYS的朋友一定都很熟悉吧，在開(kāi)始求解到求解結(jié)束的整個(gè)漫長(zhǎng)過(guò)程中，這幅圖都會(huì)陪伴我們度過(guò)每一秒。
那么，圖中的各個(gè)曲線分別代表了什么意思呢？下面來(lái)說(shuō)一說(shuō)
Time=1
這是時(shí)間標(biāo)記，如果你的分析是多荷載步的，就會(huì)看到Time=1、2、3……如果在定義荷載步的過(guò)程中定義了時(shí)間的數(shù)值，那么這里就會(huì)按照用戶定義的時(shí)間顯示。時(shí)間很重要，可以在遇到程序意外錯(cuò)誤的時(shí)候，通過(guò)時(shí)間數(shù)據(jù)找到“發(fā)生計(jì)算問(wèn)題的時(shí)間點(diǎn)”以便于我們對(duì)模型的再修改。
橫軸： Cumulative Iteration Number / 累積迭代數(shù)
在非線性問(wèn)題的求解過(guò)程中，程序利用求解器進(jìn)行迭代計(jì)算來(lái)得到最終的解答。橫坐標(biāo)的“數(shù)量”大小，和項(xiàng)目的非線性程度直接相關(guān)，越接近線性問(wèn)題，迭代數(shù)越少，非線性程度越高或遇到難以收斂的時(shí)候，迭代次數(shù)就會(huì)顯著增加。
縱軸： Absolute Convergence Norm / 絕對(duì)收斂范數(shù)
既然叫“范數(shù)”，聯(lián)想到我們?cè)诮＿^(guò)程中輸入的各種數(shù)值都不是“范數(shù)”形式的，因此程序在求解過(guò)程中，在進(jìn)行計(jì)算的同時(shí)，也把相應(yīng)的變量進(jìn)行了“規(guī)范化”處理，比如有時(shí)候會(huì)進(jìn)行歸一化等等。對(duì)于我們來(lái)說(shuō)，縱軸的坐標(biāo)數(shù)值并不重要，重要的是曲線之前的相對(duì)位置關(guān)系。
重點(diǎn)來(lái)了
我們來(lái)看看曲線代表了什么意思
注意上面的曲線，體現(xiàn)的是F(Force，荷載)與M(Moment，彎矩)之間的關(guān)系，用這二者來(lái)繪圖，是因?yàn)樵谇蠼庥?jì)算過(guò)程中，這二者在全部單元自由度中都有相關(guān)性。在有些分析中，還會(huì)出現(xiàn)溫度、位移等。
上圖中還可見(jiàn)的，是CRIT和L2標(biāo)簽，CRIT是criteria的縮寫，指的是收斂判別準(zhǔn)則；L2指的是L2級(jí)范數(shù)，當(dāng)然還有L0、L1級(jí)范數(shù)，這里我們叫它為計(jì)算殘差。
展開(kāi) “Ansys 2025 全球仿真大會(huì)”仿真應(yīng)用大賽優(yōu)秀作品展示
本屆仿真應(yīng)用大賽最終評(píng)選出 30 篇 TOP 優(yōu)秀作品，分別榮獲一、二、三等獎(jiǎng)及行業(yè)最佳實(shí)踐獎(jiǎng)。近 200 位來(lái)自汽車、半導(dǎo)體、高科技、能源等行業(yè)的仿真精英參賽，他們以前沿思維與創(chuàng)新實(shí)踐，充分展現(xiàn)了仿真技術(shù)的無(wú)限潛能。我們將陸續(xù)為大家分享獲獎(jiǎng)佳作，帶您一同領(lǐng)略仿真賦能創(chuàng)新的非凡力量，希望用戶能從中汲取靈感、啟迪思路。
作品名稱：Ansys Rocky 耦合 Ansys Motion 在洗衣機(jī)平衡環(huán)研發(fā)中的應(yīng)用
作者： 李辰 | 小米移動(dòng)科技股份有限公司南京分公司 高級(jí)仿真工程師
關(guān)鍵詞：Ansys Motion, Ansys Rocky，SPH法，流固耦合
作者說(shuō)
Ansys 平臺(tái)下的模塊眾多，涵蓋了各學(xué)科領(lǐng)域，且各學(xué)科領(lǐng)域之間可以實(shí)現(xiàn)相互耦合，協(xié)同仿真，使得仿真場(chǎng)景無(wú)限貼近實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景，所以這種耦合分析的結(jié)果更加值得信賴。此外，Ansys平臺(tái)下各學(xué)科分析均擁有世界公認(rèn)的軟件模塊，隨著各模塊功能的不斷開(kāi)發(fā)與完善，為今后的產(chǎn)品研發(fā)和理論研究創(chuàng)造了無(wú)限的可能性。
通過(guò)耦合Ansys Motion和Ansys Rocky兩個(gè)模塊，研究了洗衣機(jī)平衡環(huán)在不同設(shè)計(jì)參數(shù)組合下，對(duì)于整機(jī)抗振性能的影響。在Ansys Motion中模擬洗衣機(jī)筒的復(fù)雜運(yùn)動(dòng)狀態(tài)（力、位移、加速度等），在Ansys Rocky中，使用SPH法模擬了平衡環(huán)內(nèi)液體的復(fù)雜流動(dòng)形式。通過(guò)兩個(gè)模塊的耦合計(jì)算，使得先前難以從測(cè)試和傳統(tǒng)耦合仿真（Mechanical和Fluent）進(jìn)行研究的平衡環(huán)問(wèn)題，得到了新的探索路徑。通過(guò)這種耦合方法，可以快速指導(dǎo)平衡環(huán)的設(shè)計(jì)，為平衡環(huán)抗振的效果提供理論驗(yàn)證。
展開(kāi) 不平衡響應(yīng)分析在轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)特性分析中非常重要，它提供給我們兩個(gè)信息，一個(gè)是峰值轉(zhuǎn)速的大小，也稱作臨界轉(zhuǎn)速，另一個(gè)信息是過(guò)臨界時(shí)轉(zhuǎn)子-軸承系統(tǒng)響應(yīng)。
對(duì)于基于一維梁?jiǎn)卧霓D(zhuǎn)子-軸承系統(tǒng)不平衡響應(yīng)，在ANSYS WORKBENCH中一般是使用Harmonic Response模塊進(jìn)行的。不平衡量是通過(guò)施加Rotating Force來(lái)實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)選擇打開(kāi)科氏效應(yīng)（coriolic effect)時(shí)，在分析設(shè)置中一般選用solution method:full進(jìn)行計(jì)算分析。
對(duì)于基于二維軸對(duì)稱諧波單元的轉(zhuǎn)子-軸承系統(tǒng)不平衡響應(yīng)來(lái)說(shuō)，同樣使用的是Harmonic Response模塊進(jìn)行的。不同的是需要在Model下插入symmetry,如同在計(jì)算臨界轉(zhuǎn)速時(shí)的設(shè)置一樣，見(jiàn)圖1和圖2.
圖1 諧響應(yīng)分析中插入symmetry
圖2 設(shè)置general axisymmetry參數(shù)
和基于一維梁?jiǎn)卧霓D(zhuǎn)子-軸承不平衡響應(yīng)中一樣，不平衡量是通過(guò)插入rotating force來(lái)實(shí)現(xiàn)的，見(jiàn)圖3.
圖3 不平衡量施加
完成以上設(shè)置后就可進(jìn)行不平衡響應(yīng)計(jì)算，后續(xù)可查看頻率響應(yīng)曲線，見(jiàn)圖4.
圖4 頻率響應(yīng)曲線
展開(kāi) 
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不平衡響應(yīng)分析在轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)特性分析中非常重要，它提供給我們兩個(gè)信息，一個(gè)是峰值轉(zhuǎn)速的大小，也稱作臨界轉(zhuǎn)速，另一個(gè)信息是過(guò)臨界時(shí)轉(zhuǎn)子-軸承系統(tǒng)響應(yīng)。
對(duì)于基于一維梁?jiǎn)卧霓D(zhuǎn)子-軸承系統(tǒng)不平衡響應(yīng)，在ANSYS WORKBENCH中一般是使用Harmonic Response模塊進(jìn)行的。不平衡量是通過(guò)施加Rotating Force來(lái)實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)選擇打開(kāi)科氏效應(yīng)（coriolic effect)時(shí)，
上面這張圖，用過(guò)ANSYS的朋友一定都很熟悉吧，在開(kāi)始求解到求解結(jié)束的整個(gè)漫長(zhǎng)過(guò)程中，這幅圖都會(huì)陪伴我們度過(guò)每一秒。
那么，圖中的各個(gè)曲線分別代表了什么意思呢？下面來(lái)說(shuō)一說(shuō)
Time=1
這是時(shí)間標(biāo)記，如果你的分析是多荷載步的，就會(huì)看到Time=1、2、3……如果在定義荷載步的過(guò)程中定義了時(shí)間的數(shù)值，那么這里就會(huì)按照用戶定義的時(shí)間顯示。時(shí)間很重要，可以在遇到程序意外錯(cuò)誤的時(shí)候，通過(guò)時(shí)間數(shù)據(jù)找到
這原在多年前一位朋友向我咨詢時(shí)就應(yīng)該寫下的，結(jié)果。。。今天整理文件的時(shí)候才想起來(lái)，這習(xí)慣。。可能習(xí)慣了就好了。
上面這張圖，用過(guò)ANSYS的朋友一定都很熟悉吧，在開(kāi)始求解到求解結(jié)束的整個(gè)漫長(zhǎng)過(guò)程中，這幅圖都會(huì)陪伴我們度過(guò)每一秒。
那么，圖中的各個(gè)曲線分別代表了什么意思呢？下面來(lái)說(shuō)一說(shuō)
Time=1
這是時(shí)間標(biāo)記，如果你的分析是多荷載步的，就會(huì)看到Time=1、2、3……如果在定義荷載步的過(guò)程中定義了時(shí)間的數(shù)值
