ansys 收斂與不收斂的案例
ansys計算不收斂
ansys計算之后出現這個錯誤，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.
干貨 | 接觸非線性應用——解決ANSYS 接觸不收斂問題的方法
根據ANSYS的使用者反饋，針對非線性接觸問題上的求解，經常會有客戶出現不收斂的情況，在調試收斂性上花費大量的時間。本文主要針對ANSYS 接觸不收斂問題進行方法上的技巧總結，希望通過本文使大家在ANSYS軟件的使用上有更好的體驗。
ANSYS接觸不收斂的原因有非常多的原因，針對每一種不收斂問題，選擇正確的方法都能使不收斂問題解決變得容易起來。在使用軟件中，ANSYS接觸不收斂原因主要有下面這些原因：
1、接觸算法的不正確選擇；
2、遺漏了相關的接觸對；
3、物體之間接觸剛度過大；
4、求解的載荷步較少；
5、奇異；
6、結構發生了剛體位移；
7、結構發生振蕩現象；
下面針對這些原因的解決辦法進行詳細的講解：
1
接觸算法的選取原則
ANSYS內部大體上包括5種算法，Pure Penalty，Augmented Lagrange，MPC，Pure Lagrange，Beam。
展開 Ansys非線性不收斂10大對策：讓你有“跡”可循，有“法”可醫
l 檢查結構是否出現屈曲失穩：如果我們分析的結構在結構變形過程中出現了屈曲、剛度突變的情況，也是非線性不收斂的一個重要原因，此時需要采取增加增加結構阻尼或者使用弧長法來克服此類問題。
l 檢查接觸的設置：接觸是一個狀態非線性問題，很多結構不收斂的原因主要由接觸引起，此時可以通過調整不同的接觸參數來改善收斂性，例如更改接觸行為方式，法向罰剛度因子，pinball范圍大小，接觸探測方法等等。
l 檢查非線性求解器的選擇：Ansys默認的求解方法是迭代法（iterative），該方法求解快，需要內存較少，大多數情況，該方法是可行的。但有時候為了追求精度更高，更具有魯棒性，直接迭代法（direct）或許能更好的收斂。
l 嘗試用新版本。ANSYS更新的版本或許針對求解器，針對接觸有更新、更好的設置。例如隨著版本不斷更新，ANSYS陸續增加了自適應網格技術、接觸剛度指數迭代技術、半隱式算法等等來幫助客戶應對更復雜的收斂問題。
總結
仿真分析中我們經常會使用非線性分析來解決工程中的實際問題，其中遇到的不收斂問題是一件讓人非常“頭疼”的事情。ANSYS Mechanical具有很強的非線性分析計算能力，針對狀況百出的非線性不收斂問題具有不同的應對策略，某種程度上讓我們解決這類問題時，能有“跡”可循，有“法”可醫。
展開 abaqus 復合材料接觸不收斂
abaqus 復合材料接觸不收斂
FLUENT不收斂案例及解決方法
今天分享一個FLUENT的不收斂案例及其解決方法。計算的對象是一個新型的渦扇發動機加力燃燒室（圖1）。在這種新型加力燃燒室中，火焰穩定器被整合到整流支板上，因此整流支板和整流錐都需要冷卻。在整流支板和整流錐上開了很多小孔，冷卻氣從這些孔滲出，形成冷卻氣膜。
圖1 加力燃燒室
這個算例模擬的是實驗的工況。實驗中沒有在加力燃燒室內燃燒，而只是在“主流入口”處引入高溫氣體，在“冷卻氣入口”處引入冷卻氣，以檢驗氣膜冷卻的效能。
整流支板共有15塊，為了減小計算量，只計算其中的一塊（360°/15=24°）。主流入口和冷卻氣入口都采用“mass-flow-inlet”條件，其中主流入口的流量是0.8kg/s，總溫是1241.3K，冷卻氣入口的流量是0.024kg/s，總溫是490.3K。出口采用“pressure-outlet”條件，反壓是101325Pa（絕對壓力）。由于形狀比較復雜，特別是其中有很多小孔，所以采用非結構網格，四面體單元。流體的狀態方程采用理想氣體（ideal-gas）模型，湍流模型采用Realizable k-ε模型。采用基于壓力的求解器。
采用定常算法計算不收斂（圖2；這里我們使用FLUENT默認的收斂條件，即能量方程的殘差降低到1e-6以下，其余方程降低到1e-3以下）。考慮到可能是分離流誘發的非定常效應導致不收斂（見公眾號先前的文章“為何我這個流動總是算不收斂？我要砸電腦！”），我們嘗試使用非定常算法。但是不幸的是非定常算法仍然不能在每個時間步內收斂。非定常計算的典型殘差曲線如圖3所示。
圖2 定常計算的殘差曲線
圖3 非定常計算仍然不收斂。此圖是時間步長設為3×10-6秒時的結果。圖中顯示了5個時間步的殘差曲線。
為了弄清不收斂的原因，我們用MATLAB編寫兩個小程序。
展開 polyflow計算stack error+不收斂
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* Summary of the simulation *
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The computation failed.
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* Expert tool diagnostics *
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Stack error
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* Expert tool diagnostics *
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The problem F.E.M. Task 1 has not converged.
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* Expert tool Suggestions *
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A serious internal error has occured (in DPGETB) Please, contact
Polyflow s.a. and send us, if possible, the mesh and data files.
We apologize for the inconvenience.
展開 Abaqus不收斂怎么辦？
這里推薦大家有能力的可以深入閱讀ABAQUS幫助文檔分析手冊（Analysis Solution and Control）的內容,會對解決不收斂的問題有很大幫助。在2021版幫助文檔中入口如下圖所示
Abaqus中的求解類型分為顯示與隱士。顯示求解基于動力學方程，當前求解至于前一時刻的速度與位移有關，求解過程無需迭代，是有條件穩定，無條件收斂；隱式求解則基于虛功原理，一般需要迭代計算，無條件穩定，有條件收斂。
所以對于你提到的不收斂問題這里我就認為是針對隱式計算。
1.基礎不收斂問題
在模型計算報錯時，我們首先查看Job Monitor中的報錯信息，對于簡單的模型錯誤，例如材料、邊界、載荷定義錯誤、網格問題、關鍵字定義錯誤等都能在Job Monitor中直接看出。針對不同的問題針對修改就可以。這部分相信稍微有些經驗的CAEer都能自行解決。
2.不收斂的本質與進階解決方法
在接著講之前，我希望大家能夠了解模型收斂的本質是什么？
對于線性系統來說，一般不存在收斂問題。模型不收斂一般都是由于幾何非線性、材料非線性、邊界非線性。
有限元求解的過程是根據外力與內力平衡求解出各個節點的位移，根據位移再求解應力、應變等。對于非線性系統，載荷與位移的關系也通常是非線性的，如下圖所示。
我們的首要目的就是求解不同載荷下的位移。做法就是將一個完整求解過程細分為許多個小的過程。
這里就不得不提abaqus中的Step、increment與iterations。
這里舉一個例子，假如我們從冰箱里拿面包吃。
展開 continuity不收斂的問題
（1）連續性方程不收斂是怎么回事？
在計算過程中其它指數都收斂了，就continuity不收斂是怎么回事？
這和fluent程序的求解方法SIMPLE有關。SIMPLE根據連續方程推導出壓力修正方法求解壓力。由于連續方程中流場耦合項被過渡簡化，使得壓力修正方程不能準確反映流場的變化，從而導致該方程收斂緩慢。可以試驗SIMPLEC方法，應該會收斂快些。
在計算模擬中，continuity總不收斂，除了加密網格，還有別的辦法嗎？別的條件都已經收斂了，就差它自己了，還有收斂的標準是什么？是不是到了一定的尺度就能收斂了，比如10－e5具體的數量級就收斂了？
continuity是質量殘差，具體是表示本次計算結果與上次計算結果的差別，如果別的條件收斂了，就差它。可以點report，打開里面FLUX選項，算出進口與出口的質量流量差，看它是否小于0.5%.如果小于，可以判斷它收斂。
(2) fluent殘差曲線圖中continuity是什么含義？
是質量守恒方程的反映，也就是連續性的殘差。這個收斂的快并不能說明你的計算就一定正確，還要看動量方程的迭代計算。表示某次迭代與上一次迭代在所有cells積分的差值，continuty表示連續性方程的殘差
(3) 正在學習Fluent,模擬圓管內的流動，速度入口，出口outflow運行后xy的速度很快就到1e-06了，但是continuity老是降不下去，維持在1e-00和1e-03之間，減小松弛因子好像也沒什么變化大家有什么建議嗎？
你查看了流量是否平衡嗎？
展開 abaqus四點彎曲不收斂
Too many attempts made for this increment
The analysis has been terminated due to previous errors. All output requests have been written for the last converged increment.
Abaqus/Standard Analysis exited with an error - Please see the message file for possible error messages if the file exists.
Path based tracking is defined in contact pair (assembly__pickedsurf43,assembly_part-2-1_rigidsurface_). Path based tracking cannot be used with analytical rigid master surfaces, the state based tracking algorithm will be used instead.
Path based tracking is defined in contact pair (assembly__pickedsurf45,assembly_part-2-2_rigidsurface_). Path based tracking cannot be used with analytical rigid master surfaces, the state based tracking algorithm will be used instead.
Solver
展開 FLUENT收斂型噴嘴內不可壓縮流動模擬
本文授權轉載自訂閱號：南流坊
關于ANSYS 2022 版本的學習資料
可在上海安世亞太訂閱號自助領取
從噴水器和真空系統到燃氣灶和按摩浴缸，再到化油器和燃油噴射系統，噴嘴在許多工程應用中都很常見。噴嘴是具有不同橫截面積的幾何結構，其目的是控制流經噴嘴流體的特性。它們通常用于改變（增加）流體流動的速度。噴嘴的核心是質量守恒和動量守恒。
對于密度恒定的不可壓縮流，質量守恒規定流體的速度與噴嘴的橫截面積成反比。這意味著，隨著噴嘴橫截面積的減小，流體的速度增加。如果我們進一步假設流體的粘度可以忽略不計，即流動是無粘的，那么線動量守恒就簡化為著名的伯努利方程。本例的目的是了解守恒定律在確定通過收斂噴嘴的不可壓縮空氣流物理過程中的作用。
1、啟動FLUENT并導入網格
（1）在Windows系統下執行“開始”→“所有程序”→ANSYS 2021 R1→Fluid Dynamics→Fluent 2021 R1命令，啟動Fluent 2021 R1。
（2）單擊主菜單中File→Read→Mesh命令，導入.msh網格文件。
2、定義模型
單擊命令結構樹中General按鈕，彈出General（總體模型設定）面板，在Solver中Time選擇Steady，進行穩態計算，2D Space選擇Axisymmetric。
3、設置邊界條件
（1）在邊界條件面板中，雙擊inlet彈出邊界條件設置對話框。Velocity Magnitude輸入10，單擊OK按鈕確認退出。
（2）雙擊outlet彈出邊界條件設置對話框。保持默認值，單擊OK按鈕確認退出。
展開 ABAQUS不收斂的原因一
一般說來,Mohr-Coulomb相對難收斂些,因為它在主應力空間的屈服面上存在尖角——因為在計算過程中需要對屈服函數求導,而如果曲線不光滑,尖角處也就沒法求導,向后歐拉算法也就沒法進行了。理論上基本是不能算的,但Abaqus內部對尖角處進行了一定的處理,替代為光滑的函數,這樣收斂性就得到了一定的保證,雖然還不夠好。而Drucker-Prager準則就較好地克服了這一點。因此,相對來說,建議考慮使用DP模型。尤其是ABAQUS中有非線性的DP模型,可以在一定程度上克服線性DP在剪拉區面積過大的情況,因此可以在一定程度上減小開挖卸載時土體的回彈。
一般材料相關的不收斂提示基本就是類似以下:
The plasticity/creep/connector friction algorithm did not converge at 364 points
碰到這個錯誤,一般直接原因就是材料應變太大了,塑性計算迭代不收斂。但這并不意味著材料參數給得不合適或材料強度太弱,很有可能是你的接觸、約束、荷載或邊界出了問題,導致計算中出現的特別大的位移。或者是初始條件(如初始地應力)出了問題,程序沒有計算,直接就報了這個錯誤。可以在下面位置看到計算不收斂的單元位置:
后處理 -> Tools->Job Diagnostics
不收斂需要單一調每個參數確定哪里有問題。
另外，在使用Soils分析步進行孔壓—應力分析時:
a. 墻裂建議各位注意單位,應力單位最好選擇kPa或MPa,不要用Pa,否則可能會遇到各種無腦錯誤提示。
b. 墻裂建議給定孔壓邊界,否則會遇到DOF. 8極大的情況(孔壓就是第8自由度)。
轉自公眾號——ABAQUS大世界
旨在分享，若侵即刪.
展開 
Simcenter | STAR-CCM+ 解決歐拉多相流仿真不收斂
編者薦語：
Simcenter? 軟件的獨特之處在于它將系統仿真、3D CAE 和測試集于一身，可幫助您在早期和整個產品生命周期內預測所
歐拉多相流求解是出了名的難收斂，但事實上有許多參數可以用來調節以解決收斂性問題，下面是一些典型的參數推薦值：
1. 由于相間相互作用增加了求解器的復雜性，歐拉多相計算所需的解算器下松弛因子(URF)小于單相計算中使用的松弛因子(URF)。一組典型的下松弛因子可能是：
壓力和體積分數：0.1
速度、湍流和溫度：0.3
其他：0.5
用戶可以自行微調這些參數，以獲得最優收斂性。如果有必要的話，可以降低一個數量級。上述的這些松弛因子都是ORF（Overall Relaxation factors），對于相耦合速度、體積分數等等這些的ORF是ERF（Explicit Relaxation Factor）和IRF（Implicit Relaxation Factor）的乘積。一般來說減少ERF來降低ORF。
2. 對于AMG求解器，壓力使用F循環，其他使用V循環。將AMG求解器對壓力和體積分數的收斂容差設定在1.0e-4。默認情況下最大循環數為30個，但如果需要可以增加。
3.
展開 大多數Fluent不收斂問題的通用解決辦法
目前的Fluent仿真經驗告訴我們，有相當一部分的仿真計算不收斂問題，都是由于網格不夠密所導致的。
當網格不能捕捉大梯度變量時，計算結果往往是不正確的
當網格能夠捕捉大梯度變量時，計算結果才能得到保證
那么如何加密具有大梯度的區域呢？通常有兩種方法，一是使用Fluent軟件自帶的網格自適應技術；二是通過ANSYS網格技術來重構流體網格。
1、Fluent中的網格自適應方法
該方法首先需要在原始（粗）網格上進行相應的仿真求解，得到（或者接近）收斂的結果后，通過標記的方式來獲取大梯度變量的位置。之后可以自動進行該位置的體網格加密，而且支持多次體網格反復加密，無需開啟前處理器進行網格劃分，所有的流程都在Fluent求解器中完成。
大梯度變量的存在區域可以直接顯示在算例中
當然，這種自適應網格加密還可以動態進行，即根據大梯度變量在不同計算步中存在的情況進行加密，當梯度變小之后，網格又恢復回原始大小（粗網格狀態）。
液晃問題中的動態網格自適應
2、ANSYS網格中的網格加密方法
WorkbenchMeshing是最為常用的網格劃分工具，具有上手快，易學易用的特點，是很多流體工程師的首選。那么當我們確定了具備有大梯度變量的位置之后，我們需要回到SCDM中建立能夠包含大梯度變量區域的CAD模型（立方體、圓柱或任意形狀均可），隨后連同流體計算區域一并導入到WorkbenchMeshing中。需要注意的是，這一部分加密的影響體（bodyof influence）并不會實際的劃分網格，只會加密與其重疊的流體計算區域。
展開 使用Abaqus FEA解決不收斂的6個技巧
通過自動穩定功能，當表面彼此靠近但不接觸時會施加阻尼，因此存在被加載部件位移的阻力，并且剛體運動不再可能。因為這是為了允許表面接觸，所以在應用阻尼的過程中，默認將阻尼降低到0。建議檢查粘性耗散是否太大，例如將ALLSD與ALLIE進行比較。也可以應用第6點中提到的解決不穩定性的技術。
接觸不收斂的另一個潛在原因是沒有為實際接觸的表面定義接觸，這可能導致不切實際的結果，非常大的變形和不收斂。自接觸例如可以容易地被忽略。當使用Abaqus強大的常規聯系方式時，通常不會發生這種情況。
5）檢查物料定義
當材料的應力在應變增加時不增加（剛度不是正值）時，會發生收斂問題。當使用包含損壞的實驗數據來定義模型而不包含損壞模型時，可能會發生這種情況。檢查模型中的（最大）應力和應變，以查看是否預期會發生損壞。
如果使用Abaqus用于超彈性模型的材料擬合選項，則材料的穩定性可能會受到限制。通過右鍵單擊材料并選擇“評估”，可以查看由Abaqus計算的穩定性極限。
當使用塑性材料模型并且載荷達到定義的曲線的末端時，Abaqus用一條水平線外推曲線：（塑性）應變可以增加，但是應力卻不能（完美的塑性）。在這種情況下，剛度為零。如果這發生在單個元素中，則仿真通常會毫無問題地運行。當模型的大部分經受完美的塑性處理時，可能會成為問題。這通常表明材料的負載太大。
6）包括阻尼以解決不穩定性
不收斂的最常見原因可能是不穩定。模型開發的原則之一是，模型不應比描述感興趣的行為所必需的更為復雜。考慮到這一點，通過假設模型在過程緩慢時可以靜態運行來降低模型的復雜性似乎是合理的。但是，有趣的是，這種簡化會使模型更難求解。通常，負載下材料的行為由牛頓第二定律描述：
F = mxa（力等于質量乘以加速度。）
如果假定為靜態行為，則加速度等于零，因此所有力的總和必須等于零：存在力平衡。
展開 Fluent不收斂的解決方法【轉】
Fluent不收斂的解決方法
1、一般首先是改變初值，嘗試不同的初始化，事實上好像初始化很關鍵，對于收斂。
2、FLUENT的收斂最基礎的是網格的質量，計算的時候看怎樣選擇CFL數，這個靠經驗
3、首先查找網格問題，如果問題復雜比如多相流問題，與模型、邊界、初始條件都有關系。
4、有時初始條件和邊界條件嚴重影響收斂性，曾經作過一個計算反反復復，通過修改網格，重新定義初始條件，包括具體的選擇的模型，還有經常用的方法就是看看哪個因素不收斂，然后尋找和它有關的條件，改變相應參數。就收斂了
5、a.檢查是否哪里設定有誤：比方用mm的unit建構的mesh，忘了scale；比方給定的邊界條件不合理。
b.從算至發散前幾步，看presure分布，看不出來的話，再算幾步, 看看問題大概出在那個區域。
c.網格，配合第二點作修正，就重建個更漂亮的，或是更粗略的來處理
d.再找不出來的話，換個solver。
6、解決的辦法是設幾個監測點，比如出流或參數變化較大的地方，若這些地方的參數變化很小，就可以認為是收斂了，盡管此時殘值曲線還沒有降下來。
7、調節松弛因子也能影響收斂，不過代價是收斂速度。
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