ansys收斂的判斷
關(guān)注創(chuàng)建者：王靖雯 創(chuàng)建時(shí)間：2023-03-08
ansys收斂的判斷的視頻教程
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收斂的判斷的實(shí)例教程
wx_fmt=png"> </p><p><br></p><p>并不是所有的工況都會(huì)收斂。當(dāng)各物理量的值基本不變時(shí)，即殘差很小時(shí)，工況才可能收斂。</p><p><br></p><p>但是對(duì)于瞬態(tài)，各物理量的值總是變化，如何收斂？正因如此瞬態(tài)才有時(shí)間步的概念，瞬態(tài)問(wèn)題在每個(gè)時(shí)間步上都認(rèn)為是穩(wěn)態(tài)，所以瞬態(tài)問(wèn)題的殘差圖總是波浪線型。</p><p><br></p><p><br></p><p><strong>2. 收斂標(biāo)準(zhǔn)</strong></p><p> </p><p><strong>2.1 殘差標(biāo)準(zhǔn)</strong></p><p><br></p><p>對(duì)所有的工況，沒(méi)有統(tǒng)一的判斷標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于大多數(shù)問(wèn)題，默認(rèn)的判斷標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)足夠（For most problems, the default convergence criterion in ANSYS Fluent is sufficient. ）</p><p><strong>建議殘差達(dá)到設(shè)定值后，多算50步，確定殘差之后都是減小的趨勢(shì)。</strong></p><p> <img src="https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_png/8tJMdLVYZyicRKfutZe5xPg3lTv8ADcu3WMbaibmnIkR3DeVcWx3Rmp2bmlIeuAPKZoH9IA2OwL80dj5U7qmjthQ/640?wx_fmt=png"> </p><p> </p><p> </p><p><strong>2.2 監(jiān)測(cè)物理量</strong></p><p><br></p><p>為了使結(jié)果更加精確，可根據(jù)工況輔助檢測(cè)一些物理量，如速度，流量等。<strong>當(dāng)所關(guān)心的物理量基本不變時(shí)，說(shuō)明達(dá)到了收斂。
展開(kāi) 收斂功能
應(yīng)力收斂曲線
網(wǎng)格細(xì)化結(jié)果
一種更實(shí)用的應(yīng)力收斂判斷方法
劃分網(wǎng)格
插入Body Sizing，CurvatureNormal Angel設(shè)置為9度（直角90度的1/10），目的是讓倒圓角位置的網(wǎng)格更密；Num Cells Across Gap默認(rèn)為3，本次設(shè)置為2，目的是減少模型小面位置的網(wǎng)格數(shù)量，因?yàn)橐阎獞?yīng)力集中不會(huì)發(fā)生在模型的小面位置，當(dāng)然也可以使用默認(rèn)設(shè)置。
網(wǎng)格設(shè)置
網(wǎng)格劃分結(jié)果如下：
網(wǎng)格狀態(tài)
等效應(yīng)力結(jié)果
如下圖所示，最大應(yīng)力出現(xiàn)倒角處，大小為204.7MPa。
等效應(yīng)力
應(yīng)力收斂分析
本文推薦的更實(shí)用的應(yīng)力收斂判斷方法是，對(duì)比節(jié)點(diǎn)平均應(yīng)力和節(jié)點(diǎn)非平均應(yīng)力，如果它們之間的差距小于3%，可認(rèn)為應(yīng)力已經(jīng)收斂，如下表所示。
這種應(yīng)力收斂判斷方法更實(shí)用的理由
雖然Convergence能夠智能地定位到絕大數(shù)需要細(xì)化網(wǎng)格的位置，但如果出現(xiàn)Convergence定位錯(cuò)了，那Convergence方法就會(huì)失效，如果還按照此時(shí)的求解結(jié)果作出評(píng)估，就會(huì)出現(xiàn)評(píng)估失誤。
如果分析者并不關(guān)心Convergence推薦的位置，而是關(guān)注自己指定的位置，那么Convergence方法也無(wú)法使用。分析者需要細(xì)化關(guān)注位置的網(wǎng)格，再對(duì)比節(jié)點(diǎn)平均應(yīng)力和節(jié)點(diǎn)非平均應(yīng)力的結(jié)果，以判斷應(yīng)力的收斂解，也就是本文推薦的方法。
展開(kāi) 層流&湍流判斷
當(dāng)流速很小時(shí)，流體分層流動(dòng)，互不混合，稱(chēng)為層流。
當(dāng)流速增加到很大時(shí)，流線不再清晰可辨，流場(chǎng)中有許多小璇渦，層流被破壞，相鄰流層間不但有滑動(dòng)，還有混合，這時(shí)的流體做不規(guī)則運(yùn)動(dòng)，有垂直于流管軸線方向的分速度產(chǎn)生，這種運(yùn)動(dòng)稱(chēng)為湍流。
通過(guò)ANSYS APDL命令流去判斷42^2=1764以內(nèi)有多少個(gè)質(zhì)數(shù)。本質(zhì)ANSYS APDL迭代的過(guò)程中沒(méi)有采取什么二分法啥的，就是從2開(kāi)始，到最大數(shù)-1的遍歷。
下圖為數(shù)組中的數(shù)字，因?yàn)?不為質(zhì)數(shù)，數(shù)組里直接排除。
下面為APDL 經(jīng)典語(yǔ)句運(yùn)行后質(zhì)數(shù)形成的數(shù)組
只是目前數(shù)組行數(shù)和前面數(shù)組一行多，無(wú)質(zhì)數(shù)的由0填充。
共計(jì)273個(gè)質(zhì)數(shù)。
下圖是由*vwrite輸出的質(zhì)數(shù)數(shù)：
1.txt中就是運(yùn)行的程序。
需要判斷變量的奇偶數(shù)問(wèn)題。在C 或者matlab中非常容易判斷。但在APDL中，沒(méi)有判斷函數(shù)。搜了下，結(jié)果提示用nint(x)函數(shù)。help中說(shuō)到 nint(x)就是abs,sin,cos等函數(shù)一樣可以直接用來(lái)運(yùn)算。nint(x)的意思是‘Nearest interger to x’，意思是說(shuō)最接近x的整數(shù)。比如nint(2.1)=2，nint(2.5)=3，就相當(dāng)于四舍五入。基于此，我就用它來(lái)作為判斷奇數(shù)偶數(shù)的工具了。
實(shí)現(xiàn)的命令如下：
!change TotalNumber to even number
*if,abs(nint(TotalNumber/2)-TotalNumber/2),le,0.3,then ! 不一定是0.3， 只要是小于0.5 就可以了。
TotalNumber=TotalNumber
*else
TotalNumber=TotalNumber+1
*endif
展開(kāi) 
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ansys收斂的判斷的最新內(nèi)容
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
ANSYS采用界面單元用于復(fù)合材料分層模擬時(shí)，如何判斷損傷起始和完全分離
。官網(wǎng)案例也沒(méi)有給出說(shuō)明，缺乏相應(yīng)的理論說(shuō)明。
解決非線性分析不收斂的技巧
1模型中結(jié)構(gòu)剛度的大小。
對(duì)于某些結(jié)構(gòu)，從概念的角度看，可以認(rèn)為它是幾何不變的穩(wěn)定體系。但如果結(jié)構(gòu)相近的幾個(gè)主要構(gòu)件剛度相差懸殊，在數(shù)值計(jì)算中就可能導(dǎo)致數(shù)值計(jì)算的較大誤差
層流&湍流判斷
當(dāng)流速很小時(shí)，流體分層流動(dòng)，互不混合，稱(chēng)為層流。
當(dāng)流速增加到很大時(shí)，流線不再清晰可辨，流場(chǎng)中有許多小璇渦
<p><strong>1. Fluent迭代計(jì)算流程</strong></p><p> </p><p><strong>1.1 計(jì)算流程</strong></p><p><br></p><p>在講述收斂之前，我們先了解一下Fluent是如何進(jìn)行迭代求解的。</p><p>在建模劃分網(wǎng)格后，通過(guò)一系列設(shè)置，單擊Calculation，F(xiàn)luent開(kāi)始計(jì)算，其流程如下：</p><ol><li>根據(jù)初始化值，假設(shè)流場(chǎng)物理量初值為
通過(guò)ANSYS APDL命令流去判斷42^2=1764以內(nèi)有多少個(gè)質(zhì)數(shù)。本質(zhì)ANSYS APDL迭代的過(guò)程中沒(méi)有采取什么二分法啥的，就是從2開(kāi)始，到最大數(shù)-1的遍歷。
下圖為數(shù)組中的數(shù)字，因?yàn)?不為質(zhì)數(shù)，數(shù)組里直接排除。
下面為APDL 經(jīng)典語(yǔ)句運(yùn)行后質(zhì)數(shù)形成的數(shù)組
只是目前數(shù)組行數(shù)和前面數(shù)組一行多，無(wú)質(zhì)數(shù)的由0填充。
共計(jì)273個(gè)質(zhì)數(shù)。
下圖是由*vwrite
零部件的極限強(qiáng)度校核在設(shè)計(jì)研發(fā)過(guò)程中必不可少，如果零部件形狀較為復(fù)雜，可能沒(méi)有經(jīng)驗(yàn)公式或者理論方法進(jìn)行應(yīng)力的求解，那么無(wú)可替代要使用有限元方法進(jìn)行強(qiáng)度校核，所以如何確定有限元應(yīng)力結(jié)果的收斂解是非常重要的
遇到的問(wèn)題是需要讓變量TotalNumber為偶數(shù)，思路為如果是偶數(shù)直接TotalNumber依然是原值，如果是奇數(shù)就加1。
需要判斷變量的奇偶數(shù)問(wèn)題。在C 或者matlab中非常容易判斷。但在APDL中，沒(méi)有判斷函數(shù)。搜了下，結(jié)果提示用nint(x)函數(shù)。help中說(shuō)到 nint(x)就是abs,sin,cos等函數(shù)一樣可以直接用來(lái)運(yùn)算。nint(x)的意思是‘Nearest interger
非線性問(wèn)題是什么？
在日常生活中，經(jīng)常會(huì)遇到結(jié)構(gòu)非線性問(wèn)題。例如，當(dāng)用釘書(shū)針釘紙張時(shí)，金屬釘書(shū)釘將永久地彎曲成一個(gè)不同的形狀(圖 1a)；在一個(gè)木架上放置重物，隨著時(shí)間的推移木架將越來(lái)越下垂(圖 1b)；汽車(chē)或卡車(chē)上裝載貨物時(shí)，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(huà)出來(lái)，我們將發(fā)現(xiàn)它們都顯示了結(jié)構(gòu)非線性的基本特征—結(jié)構(gòu)剛度改變。
二、引起不收斂的因素
1、模型——主要是結(jié)構(gòu)剛度的大小。
對(duì)于某些結(jié)構(gòu)，從概念的角度看，可以認(rèn)為它是幾何不變的穩(wěn)定體系。但如果結(jié)構(gòu)相近的幾個(gè)主要構(gòu)件剛度相差懸殊，在數(shù)值計(jì)算中就可能導(dǎo)致數(shù)值計(jì)算的較大誤差，嚴(yán)重的可能會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的幾何可變性——忽略小剛度構(gòu)件的剛度貢獻(xiàn)
