ansys 計(jì)算收斂
關(guān)注創(chuàng)建者：王靖雯 創(chuàng)建時(shí)間：2023-03-07
ansys 計(jì)算收斂的視頻教程
Ansys workbench不收斂解決方案
我們?cè)谟?em>ansys workbench進(jìn)行仿真計(jì)算時(shí)，對(duì)于大型模型，尤其是非線性計(jì)算時(shí)，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)不收斂的情況。 通過(guò)調(diào)整計(jì)算子歩（substep）也沒(méi)有起到良好的效果。 那么我們應(yīng)該如何操作才能使計(jì)算收斂，以得到我們的最終解呢？ 讓這次課程來(lái)告訴你答案。
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ansys計(jì)算懸索結(jié)構(gòu)
用link180單元計(jì)算懸索結(jié)構(gòu)受力，已知設(shè)計(jì)撓度計(jì)算無(wú)應(yīng)力繩長(zhǎng)；已知吊重和設(shè)計(jì)撓度計(jì)算鋼索面積。
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ANSYS FLUENT卡門渦街計(jì)算
ANSYS FLUENT卡門渦街計(jì)算 未來(lái)結(jié)構(gòu)致力于土木結(jié)構(gòu)仿真分析領(lǐng)域，課程由國(guó)內(nèi)結(jié)構(gòu)工程碩士研究生傾力打造，課程涉及各類CAE教學(xué)視頻，并以目標(biāo)結(jié)果為導(dǎo)向，確保學(xué)員以最少的付出收獲最佳的學(xué)習(xí)回報(bào)。 現(xiàn)提供目前為止全部教學(xué)視頻! 本課程將持續(xù)更新，付費(fèi)永久觀看！更新不需再次付費(fèi)！ 感謝一直以來(lái)大家的支持!
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ansys 計(jì)算收斂的實(shí)例教程
ansys計(jì)算之后出現(xiàn)這個(gè)錯(cuò)誤，這是什么原因，怎么解決
A large negative pivot value ( -1.685395134E+09 ) has been encountered
in the global assembled matrix at the UZ degree of freedom of node
2028351. This may be caused by a bad temperature-dependent material
property used in the model.
ANSYS中的非線性算法主要有：稀疏矩陣法(SPARSE DIRECT SOLVER)、預(yù)共軛梯度法(PCG SOLVER)和波前法(FRONT DIRECT SLOVER)。稀疏矩陣法是性能很強(qiáng)大的算法，一般默認(rèn)即為稀疏矩陣法（除了子結(jié)構(gòu)計(jì)算默認(rèn)波前法外）。預(yù)共軛梯度法對(duì)于3-D實(shí)體結(jié)構(gòu)而言是最優(yōu)的算法，但當(dāng)結(jié)構(gòu)剛度呈現(xiàn)病態(tài)時(shí)，迭代不易收斂。為此推薦以下算法：
1）、BEAM單元結(jié)構(gòu)，SHELL單元結(jié)構(gòu)，或以此為主的含3-D SOLID的結(jié)構(gòu)，用稀疏矩陣法；
2）、3-D SOLID的結(jié)構(gòu)，用預(yù)共軛梯度法；
3）、當(dāng)結(jié)構(gòu)可能出現(xiàn)病態(tài)時(shí)，用稀疏矩陣法；
4）、當(dāng)不知道用什么時(shí)，可用稀疏矩陣法。
3、非線性逼近技術(shù)。在ANSYS里還是牛頓－拉普森法和弧長(zhǎng)法。牛頓－拉普森法是我們常用的方法，收斂速度較快，但也和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和步長(zhǎng)有關(guān)。弧長(zhǎng)法常被某些人推崇備至，它能算出力加載和位移加載下的響應(yīng)峰值和下降響應(yīng)曲線。但也發(fā)現(xiàn)：在峰值點(diǎn)，弧長(zhǎng)法仍可能失效，甚至在非線性計(jì)算的線性階段，它也可能會(huì)無(wú)法收斂。
為此，盡量不要從開(kāi)始即激活弧長(zhǎng)法，還是讓程序自己激活為好（否則出現(xiàn)莫名其妙的問(wèn)題）。子步（時(shí)間步）的步長(zhǎng)還是應(yīng)適當(dāng)，自動(dòng)時(shí)間步長(zhǎng)也是很有必要的。
A：如何加快計(jì)算速度
在大規(guī)模結(jié)構(gòu)計(jì)算中，計(jì)算速度是一個(gè)非常重要的問(wèn)題。下面就如何提高計(jì)算速度作一些建議：
充分利用ANSYS MAP分網(wǎng)和SWEEP分網(wǎng)技術(shù)，盡可能獲得六面體網(wǎng)格，這一方面減小解題規(guī)模，另一方面提高計(jì)算精度。
在生成四面體網(wǎng)格時(shí)，用四面體單元而不要用退化的四面體單元。比如95號(hào)單元有20節(jié)點(diǎn)，可以退化為10節(jié)點(diǎn)四面體單元，而92號(hào)單元為10節(jié)點(diǎn)單元，在此情況下用92號(hào)單元將優(yōu)于95號(hào)單元。
選擇正確的求解器。對(duì)大規(guī)模問(wèn)題，建議采用PCG法。此法比波前法計(jì)算速度要快10倍以上（前提是您的計(jì)算機(jī)內(nèi)存較大）。
展開(kāi) 觀點(diǎn)1
fluent默認(rèn)的收斂標(biāo)準(zhǔn)是：除能量的殘差值外，當(dāng)所有變量的殘差值都降到低于１e－３時(shí)，就認(rèn)為計(jì)算收斂，而能量的殘差值的收斂標(biāo)準(zhǔn)為低于１e－６
怎樣判斷計(jì)算結(jié)果是否收斂？
1、觀察點(diǎn)處的值不再隨計(jì)算步驟的增加而變化；
2、各個(gè)參數(shù)的殘差隨計(jì)算步數(shù)的增加而降低，最后趨于平緩；
3、要滿足質(zhì)量守恒（計(jì)算中不牽涉到能量）或者是質(zhì)量與能量守恒（計(jì)算中牽涉到能量）。
特別要指出的是，即使前兩個(gè)判據(jù)都已經(jīng)滿足了，也并不表示已經(jīng)得到合理的收斂解了，因?yàn)椋绻沙谝蜃釉O(shè)置得太緊，各參數(shù)在每步計(jì)算的變化都不是太大，也會(huì)使前兩個(gè)判據(jù)得到滿足。此時(shí)就要再看第三個(gè)判據(jù)了。
還需要說(shuō)明的就是,一般我們都希望在收斂的情況下，殘差越小越好，但是殘差曲線是全場(chǎng)求平均的結(jié)果，有時(shí)其大小并不一定代表計(jì)算結(jié)果的好壞，有時(shí)即使計(jì)算的殘差很大，但結(jié)果也許是好的，關(guān)鍵是要看計(jì)算結(jié)果是否符合物理事實(shí)，即殘差的大小與模擬的物理現(xiàn)象本身的復(fù)雜性有關(guān)，必須從實(shí)際物理現(xiàn)象上看計(jì)算結(jié)果。比如說(shuō)本斑最近在算的一個(gè)全機(jī)模型,在大攻角情況下,解震蕩得非常厲害，而且殘差的量級(jí)也總下不去,但這仍然是正確的,為什么呢,因?yàn)榇蠊ソ窍聦?shí)際流動(dòng)情形就是這樣的,不斷有渦的周期性脫落,流場(chǎng)本身就是非定常的,所以解也是波動(dòng)的,處理的時(shí)候取平均就可以了。有時(shí)候我們會(huì)認(rèn)為只要所有的殘差達(dá)到1e-3或者1e-4就是達(dá)到收斂了。其實(shí)這個(gè)1e-3或者1e-4的收斂標(biāo)準(zhǔn)是相對(duì)而言的。在FLUENT中殘差是以開(kāi)始5步的平均值為基準(zhǔn)進(jìn)行比較的。如果你的初值取得好，你的迭代會(huì)很快收斂，但是你的殘差卻依然很高；但是當(dāng)你改變初場(chǎng)到比較不同的值時(shí)，你的殘差開(kāi)始會(huì)很大，但隨后卻可以很快降低到很低的水平，讓你看起來(lái)心情很好。其實(shí)兩種情況下流場(chǎng)是基本相同的。
由此來(lái)看，判斷是否收斂并不是嚴(yán)格根據(jù)殘差的走向而定的。
展開(kāi) 在非線性分析中，計(jì)算不收斂是所有工程師的噩夢(mèng)。理解這幾個(gè)概念是調(diào)試模型的關(guān)鍵。
1?? 收斂性 (
Convergence
)
迭代計(jì)算中，數(shù)值解趨于真實(shí)解的過(guò)程。當(dāng)力平衡誤差和位移增量減小到預(yù)設(shè)容差（Tolerance）以內(nèi)，即認(rèn)為該步收斂。不收斂通常意味著模型存在剛體位移、接觸設(shè)置沖突或材料極度非線性。
2??
殘差
(
Residual
Force)
這是衡量“不平衡力”的指標(biāo)。數(shù)學(xué)上為 $P - I$（外部載荷減去內(nèi)部抗力）。殘差越小，說(shuō)明力平衡越精確。如果殘差始終震蕩且不下降，通常需要檢查載荷步或網(wǎng)格。
3?? 能量偏差 (Energy Error/Balance)
評(píng)估能量守恒的準(zhǔn)則。在顯式動(dòng)力學(xué)或偽靜態(tài)分析中，由于引入了人工阻尼或沙漏控制，必須監(jiān)控“偽能 (Artificial Energy)”與“內(nèi)能 (Internal Energy)”的比值。通常要求該偏差控制在5%以內(nèi)，否則結(jié)果不可信。
4?? 增量步控制 (Increment Control)
非線性計(jì)算不是一次完成的，而是切分成多個(gè)增量步。自動(dòng)步長(zhǎng)算法會(huì)根據(jù)收斂的難易程度自動(dòng)縮放。如果收斂困難，減小初始步長(zhǎng)（Initial Increment）是保命手段。
展開(kāi) 圖11
為了計(jì)算結(jié)果盡可能不產(chǎn)生穿透，將接觸算法調(diào)整為法向拉格朗日法，關(guān)閉小滑移選項(xiàng)，檢測(cè)方法也改成接觸面法向投影的節(jié)點(diǎn)處檢測(cè)，進(jìn)行求解，如圖12。
圖12
進(jìn)行求解，經(jīng)過(guò)122步迭代后計(jì)算收斂，收斂曲線、變形、應(yīng)力以及穿透如圖13所示。
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ansys 計(jì)算收斂的最新內(nèi)容
CAE黑話：收斂性、殘差與計(jì)算控制2個(gè)月前
在非線性分析中，計(jì)算不收斂是所有工程師的噩夢(mèng)。理解這幾個(gè)概念是調(diào)試模型的關(guān)鍵。
1?? 收斂性 (
Convergence
)
迭代計(jì)算中，數(shù)值解趨于真實(shí)解的過(guò)程。當(dāng)力平衡誤差和位移增量減小到預(yù)設(shè)容差（Tolerance）以內(nèi)，即認(rèn)為該步收斂。不收斂通常意味著模型存在剛體位移、接觸設(shè)置沖突或材料極度非線性。
2??
殘差
概述
這篇文章介紹了OpticStudio如何計(jì)算材料在任意輸入波長(zhǎng)、環(huán)境溫度和壓強(qiáng)下的折射率。
介紹
通常情況下有兩種參考折射率的測(cè)量方法：絕對(duì)測(cè)量和相對(duì)測(cè)量。其中絕對(duì)測(cè)量以真空為參考介質(zhì)；相對(duì)測(cè)量則是以空氣（攝氏溫度20°，一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓）為參考介質(zhì)。除了折射率以外，光的波長(zhǎng)也是在特定介質(zhì)中測(cè)量的，光在不同介質(zhì)中的波長(zhǎng)存在微小差別，例如氦氖激光器產(chǎn)生的紅光在真空中的波長(zhǎng)為0.632991μm
Ansys Workbench ACT插件，由窗口選中體單元，提取體積和表面積，計(jì)算幾何特征尺寸
問(wèn)題：
在FKM關(guān)于結(jié)構(gòu)疲勞評(píng)估計(jì)算方法中指出：零部件特征尺寸，影響疲勞結(jié)果評(píng)估。原因是材料的應(yīng)力壽命曲線是由標(biāo)準(zhǔn)試樣進(jìn)行試驗(yàn)測(cè)試獲得的。當(dāng)零部件的特征尺寸與測(cè)試樣件不一致時(shí)，需要考慮零部件的特征尺寸這一因素。（一般而言，當(dāng)零部件的尺寸大于材料標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試樣件時(shí)，零部件的表面或內(nèi)部缺陷發(fā)生的概率會(huì)增加
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概述
這篇文章介紹了什么是光瞳偏移 (Pupil Shift) 以及“自動(dòng)計(jì)算光瞳偏移 (Automatic Calculation of Pupil Shifts)”功能是如何進(jìn)行計(jì)算的。
什么是光瞳偏移
光線瞄準(zhǔn)算法是一個(gè)非常強(qiáng)大的功能，它可以在系統(tǒng)存在較大光瞳像差或光瞳存在傾斜/偏心時(shí)正確的瞄準(zhǔn)光線以確定光瞳位置。但是該算法需要首先找到一條到達(dá)光瞳表面的光線
ANSYS加速仿真計(jì)算硬件配置建議5個(gè)月前
我們經(jīng)常聽(tīng)到用戶抱怨新硬件的性能和吞吐量達(dá)不到預(yù)期。對(duì)于習(xí)慣了高級(jí)軟件需求的工程師來(lái)說(shuō)，這或許并不令人意外。畢竟，為仿真應(yīng)用選購(gòu)合適的硬件與為電子郵件或客戶關(guān)系管理 (CRM) 應(yīng)用選購(gòu)臺(tái)式電腦截然不同。您必須根據(jù)仿真需求來(lái)匹配處理器、內(nèi)存、存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)。
Ansys 工作負(fù)載對(duì)內(nèi)存帶寬和計(jì)算能力都有很高的要求，而這些要求會(huì)因多種因素而異，包括數(shù)據(jù)集的大小和所使用的求解器。多年來(lái)，我們與高性能計(jì)算
凌炫XE5039/XE5049這是一款性能極其強(qiáng)大、定位專業(yè)高端的塔式工作站/服務(wù)器。其核心優(yōu)勢(shì)在于采用了AMD頂級(jí)的EPYC 9004系列處理器，擁有海量的核心和內(nèi)存通道，專為重度計(jì)算任務(wù)設(shè)計(jì)，非常符合其宣傳的仿真計(jì)算、有限元分析、CFD等應(yīng)用場(chǎng)景。
配置一
1. 型號(hào)： 凌炫XE5039(24384-CAA4)
2. 處理器： 1顆EPYC 4th處理器9654 96核心
本文原刊登于Ansys.com：《Race to Faster Fluent Results with Ansys Gateway Powered by AWS》
作者：Thomas Lejeune | Ansys產(chǎn)品營(yíng)銷高級(jí)經(jīng)理
編輯整理：郭曉東 | Ansys主任應(yīng)用工程師
Ansys Fluent用戶需要出色的計(jì)算速度和功能來(lái)求解大規(guī)模的問(wèn)題，而他們現(xiàn)在可以利用專用的云平臺(tái)
ANSYS Workbench非線性分析收斂曲線解讀10個(gè)月前
進(jìn)行非線性分析時(shí)，收斂性是大家非常關(guān)心的一個(gè)問(wèn)題。在Ansys workbench中，可以通過(guò)Details of “Solution Information”中選擇“Solution Output=Force Convergence”來(lái)查看收斂情況，其中，最直觀的莫過(guò)于力收斂曲線了。
Solution Output選項(xiàng)
力收斂曲線如下圖所示:
力收斂曲線圖
判斷收斂的方法很簡(jiǎn)單
簡(jiǎn)介
Zemax OpticStudio在公差分析方面有完整的功能，過(guò)程也有清楚的數(shù)學(xué)說(shuō)明，但與公差分析的目標(biāo)相比 (最終要知道良率或敏感度)，其執(zhí)行過(guò)程卻有龐大的細(xì)節(jié)。
這篇文章將整理幾個(gè)常用的確認(rèn)細(xì)節(jié)的方法，不同的情境有不同的方法，共有以下主題：
當(dāng)我們說(shuō) “計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)” 時(shí)，Zemax OpticStudio做了什么
簡(jiǎn)介標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)種類
說(shuō)明衍射MTF平均/子午
本文使用ANSYS Workbench對(duì)固定機(jī)翼進(jìn)行疲勞計(jì)算，不涉及ACP鋪層，ACP鋪層后無(wú)法進(jìn)行疲勞計(jì)算。需要機(jī)翼ACP鋪層強(qiáng)度校核對(duì)應(yīng)模型文件和視頻，請(qǐng)選擇其他對(duì)應(yīng)的付費(fèi)文檔或者聯(lián)系作者獲得。
疲勞設(shè)置曲線
壽命圖及損傷圖，后文及視頻中具有詳細(xì)解釋，該處僅為結(jié)果展示。
進(jìn)行疲勞分析
