ansys收斂的條件
關注創建者：王靖雯 創建時間：2023-03-08
ansys收斂的條件的視頻教程
Ansys workbench不收斂解決方案
我們在用ansys workbench進行仿真計算時，對于大型模型，尤其是非線性計算時，經常會出現不收斂的情況。 通過調整計算子歩（substep）也沒有起到良好的效果。 那么我們應該如何操作才能使計算收斂，以得到我們的最終解呢？ 讓這次課程來告訴你答案。
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ansys收斂的條件的實例教程
二、設置收斂條件
local abs_stress = math.abs(axial_stress_wall)
global peak_stress = math.max(abs_stress,peak_stress)
if abs_stress < peak_stress*peak_fraction
loadhalt_wall = 1
end_if
end
[peak_fraction = 0.01]
solve fishhalt @loadhalt_wall
solve fishhalt命令是可以自己進行收斂條件設定的，后面接的函數返回值是0的話就繼續運行，如果是1的話就停止運行。
這里每次都監測軸向應力值（axial_stress_wall），并且每次都通過math.max得到目前為止的峰值應力（peak_stress）。當進入峰后的時候，測出的軸向應力值<峰值應力*peak_fraction的時候，函數值返回1，計算結束。 這里主要的知識點有兩個，一個是solve fishhalt命令的運用，一個是峰值應力的計算方法，還是非常有借鑒意義的。
當然讀者也可以根據自己的需要進行開發，比如我常用于單元試驗的收斂結構為：
這個道理差不多，就是計算到1.4%應變時截止計算
[stop_me=0]
def stop_me
if weyy<-1.4 then
stop_me=1
endif
end
solve fishhalt @stop_me
這兩個功能在模擬中都是非常實用的，讀者可以根據自己需要，進行開發應用。
展開 3.三種判斷收斂的方法：（1）殘差達到一個可以接受的程度：默認出了能量是10^-6以外，其余的全是10^-3。
（2）求解值不再隨迭代發生改變：有時候，殘差還在下降，但是某些監視的流動變量不再發生變化即可。
（3）系統的質量、動量、能量達到平衡：利用flux report實現，要求凈不平衡量小于0.2%。
4.創建一對周期性邊界的的方法：（1）在命令框中按回車，得到命令提示符>
（2）輸入mesh/modify-zones/make-periodic,再根據提示選擇相應的面。
5.outflow邊界條件不需要給定任何入口的物理條件，但是應用也會有限制，大致為以下四點：
1.只能用于不可壓縮流動
2.出口處流動充分發展
3.不能與任何壓力邊界條件搭配使用（壓力入口、壓力出口）
4.不能用于計算流量分配問題（比如有多個出口的問題）
6.在壓力出口中，會要求輸入相應的backflow turbulent intensity等值，這些值只有在迭代時產生返流的時候才會使用，
通常設置成一個合理的值。算例14中，設置為intensity 10%，diameter hydraulic按實際模型數值。
7.后處理的時候，顯示速度矢量圖的時候，箭頭的長度可以不按速度的大小給出，而僅由箭頭的顏色決定，具體的操作:
Vector options.勾選Fixed Length
8.波爾茲曼數能表征傳熱中對流傳熱和輻射傳熱所占的比例，具體的表達式在第14個例子的最后。
展開 F' s這個也可以不稱作判據)
& H4 @# F- J% y* @ G0 I滿足以上條件，則非線性分析收斂。
ansys計算非線性時會繪出收斂圖，該圖是對你計算過程的一個記錄，是對計算過程的直觀認識。其中橫坐標是cumulative iteration number ，是累積迭代次數；縱坐標是absolute convergence norm，絕對收斂范數，由他們來判斷非線性分析是否收斂。
ansys在每荷載步的迭代中計算非線性的收斂判別準則和計算殘差。其中計算殘差是所有單元內力的范數，只有當殘差小于準則時，非線性疊代才算收斂。ansys默認的收斂準則是將不平衡力的SRSS與VALUEYOLER的值進行比較，對力或力矩進行收斂檢查。也可以添加位移收斂準則。ansys的位移收斂是基于力的收斂的,以力為基礎的收斂提供了收斂量的絕對值，而以位移為基礎的收斂僅提供表現收斂的相對量度。一般不單獨使用位移收斂準則,否則會產生一定偏差,有些情況會造成假收斂。因此ansys官方建議用戶盡量以力（或力矩）為基礎的收斂準則，如果需要也可以增加以位移為基礎的收斂檢查。
對于多自由度體系的收斂檢查，ANSYS提供了三種不同的矢量范數用于收斂檢查：無限范數、L1范數、L2范數。ANSYS缺省是用L2范數控制收斂。在圖形右邊表示的就是你這次計算使用的收斂準則——crit、L2分別是按照兩種收斂準則計算出來的誤差量。F CRIT－收斂標準；F L2－誤差范數，按照L2收斂準則計算出來的力的誤差量（迭代計算中的概念）。M表示力矩。TIME是與定義的子步與子步數的過程反映。由TIME 和NSUBST命令控制。
3.繪制收斂圖
結束后會顯示收斂圖，如果你把它弄消失了，就無法再查看了。只有再算一次。所有小心操作！不過收斂圖不怎么重要，只是模型計算過程的記錄。
展開 進行非線性分析時，收斂性是大家非常關心的一個問題。在Ansys workbench中，可以通過Details of “Solution Information”中選擇“Solution Output=Force Convergence”來查看收斂情況，其中，最直觀的莫過于力收斂曲線了。
Solution Output選項
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單，只要“計算的力收斂曲線”落在“力收斂準則”曲線之下，就表示該載荷步或子步收斂了。
該模型中有兩個載荷步，分析設置中時間步長設置為“Program Contrlled”.
除了看上述的力收斂曲線圖，我們可以設置“Solution Output= Solve Output”查看計算輸出信息，從其中可以更詳細地看到收斂情況。
可以將計算輸出的信息與力收斂曲線圖對比起來看，就更容易理解力收斂圖了。
第1個載荷步中，第1個分析子步經過了15次迭代收斂（圖中每個圓點代表一次迭代）。
經過4個分析子步，第1個載荷步完成加載并收斂。第2個載荷步程序自動設置的信息如下：
初始子步數量為5，載荷步的分析時間為1s，因此初始的時間步長為0.2s。
第2個載荷步的第1個分析子步，經過25次計算迭代后，還不收斂。程序進行自動二分，將時間步長除以2，變為0.1s。
自動二分是一種用于解決非線性分析過程中收斂困難的策略。當收斂失敗發生在某個子步中，程序會自動減小時間步長，通常是前一個步長的一半左右。然后，程序會從前一個成功收斂的時間子步繼續求解。如果再次遇到收斂失敗，程序會繼續減小時間步長并繼續求解，直到達到收斂或達到指定的最小時間步長值。這種方法有助于逐步逼近正確解，并確保分析的穩定性和準確性。
展開 引起求解不收斂的原因很多，大致可以分為如下幾種情況：
網格劃分問題導致的不收斂
大家都知道，網格劃分的越細，求解的精度越高，但是網格越細，求解時占用的電腦空間就越大，求解所需的時間也越長。網格劃分的比較粗時，可能會引起不收斂，解決的方法就是在受力或有明顯作用的地方進行局部細化網格。
2.求解方法選擇不合適
對于非線性分析來說，系統默認的是稀疏矩陣法（除了子結構計算默認波前法外）。對于3維模型來說，預共軛梯度法是最優的算法，但當結構剛度呈現病態時，迭代不易收斂。為此推薦以下算法：
1）、BEAM單元結構，SHELL單元結構，或以此為主的含3-DSOLID的結構，用稀疏矩陣法；
2）、3-D SOLID的結構，用預共軛梯度法；
3）、當你的結構可能出現病態時，用稀疏矩陣法；
4）、當你不知道用什么時，采用默認算法。
3.其他設置
可將ANSYS缺省的求解精度從1E-8改為1E-4或1E-5即可。
設置足夠大的荷載步，可以更容易收斂，避免發散的出現；
設置足夠大的平衡迭代步數，默認為25，可以放大到很大(100)；
將收斂準則調整，以位移控制時調整為0.05，以力控制為0.01。
對于線性單元和無中間節點的單元（SOLID65和SOLID45），關閉EXTRA DISPLACEMENTS OPTIONS（在OPTIONS中）。
對于CONCRETE材料，可以關閉壓碎功能，將CONCRETE中的單軸抗壓強度設置為-1。
來源：ANSYS及Workbench加油站
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Solution Output選項
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單
解決非線性分析不收斂的技巧
1模型中結構剛度的大小。
對于某些結構，從概念的角度看，可以認為它是幾何不變的穩定體系。但如果結構相近的幾個主要構件剛度相差懸殊，在數值計算中就可能導致數值計算的較大誤差
ANSYS Fluent 邊界條件outflow自由出口的介紹及使用。
一、outflow簡介
當出口壓力與速度均未知時，可以使用Outflow邊界條件。該邊界通常無需定義任何物理參數，Fluent利用計算域內部信息通過數值外插獲取該邊界上的物理量分布。
Fluent將outflow邊界視作充分發展邊界，假設該邊界上的流動滿足充分發展流動假設。充分發展的流動是流動速度分布
Ansys Fluent中的操作條件（Operating Conditions）并不在左側結構樹中進行設置，是很多用戶容易忽略的一個地方，而操作條件沒有設置好或者是理解不夠，會造成計算誤差變大、出現一些看似“奇怪”的結果。
在Ansys Fluent中Ribbon欄里，通過Define標簽頁下的Operating Conditions中可以進入設置。操作條件對話框中顯示需要設置
1、空氣盒子與輻射邊界
1) 不同于HFSS，在HFSS 3D Layout中，空氣盒子及其上的輻射邊界是默認存在的，不用專門添加。默認情況下不顯示空氣盒子，用戶可點擊菜單欄設置。Layout-Draw HFSS Air Box，如下：
2) 如果需要修改空氣盒子設置，點擊菜單欄HFSS 3D Layout--HFSS Extents…，
Ansys APDL_導出滿足特定結果條件的模型幾何
一 背景說明
有以下幾種情況：
1. 當只有網格模型，但是需要幾何模型的時候；
2. 想要仿真變形后的幾何文件；
3. 有一個幾何文件，仿真后只要應力大于100MPa處的幾何。
前兩種情況勉強可以通過簡單操作來處理。譬如第一種，可以導出stl文件，然后SCDM對stl文件進行wrap和skin操作
3、如何設置直線電機的主從邊界條件？
1、如何定義阻抗邊界條件?
首先感謝西安科技大學魏博對于本文的指導（至今還沒問全名是啥，哈哈，感謝你一直關注著我公眾號的動態）。
我們有時候會遇到這樣一個問題，我們一個工況要算幾天或者十幾天，但是中間某天突然斷電了，自己算的東西全都沒了，還得從頭開始算。這樣如果中間我們保存了sav文件，比如每隔一定時間保存一個sav，那哪怕斷電了還能續算。
我們制作動圖的時候需要在計算過程中進行截圖，
非線性問題是什么？
在日常生活中，經常會遇到結構非線性問題。例如，當用釘書針釘紙張時，金屬釘書釘將永久地彎曲成一個不同的形狀(圖 1a)；在一個木架上放置重物，隨著時間的推移木架將越來越下垂(圖 1b)；汽車或卡車上裝載貨物時，輪胎和下面路面間接觸面將隨貨物重量變化(圖 1c)。如果將上述例子的載荷變形曲線畫出來，我們將發現它們都顯示了結構非線性的基本特征—結構剛度改變。
