ansys 收斂殘差的案例
有限元計(jì)算殘差收斂多大視為收斂？
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) 仿真收斂不看殘差，看什么？
收斂表示仿真軟件已經(jīng)把流場(chǎng)反復(fù)修正到位，可以結(jié)束仿真運(yùn)算了。
如何判斷仿真是否已經(jīng)收斂，讓我們很為難。
放寬收斂標(biāo)準(zhǔn)，可能把沒(méi)有收斂的錯(cuò)誤結(jié)果當(dāng)作收斂結(jié)果接受了。
收緊收斂標(biāo)準(zhǔn)，又會(huì)多運(yùn)行很多步，白白浪費(fèi)很多時(shí)間。
所以，我們希望有個(gè)放之四海而皆準(zhǔn)的收斂標(biāo)準(zhǔn)，在仿真運(yùn)行到收斂的時(shí)候，正好結(jié)束仿真。這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，不是一個(gè)數(shù)，不是一個(gè)公式。從把握全局標(biāo)準(zhǔn)的殘差，到追求終局目標(biāo)的設(shè)計(jì)參數(shù)，最后深挖局部觀察的流動(dòng)現(xiàn)象。從表及里，一層層剝開(kāi)。看完這三層，才敢說(shuō)是否已經(jīng)收斂。
一、全局標(biāo)準(zhǔn)
殘差——仿真軟件估算的誤差
常規(guī)的收斂判斷是：殘差小到十的負(fù)四次方、負(fù)六次方……。
對(duì)于簡(jiǎn)單算例，直接用軟件給你的標(biāo)準(zhǔn)，殘差達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)就認(rèn)為收斂。
對(duì)于復(fù)雜算例，誰(shuí)也無(wú)法只用殘差判斷是否收斂。
仿真軟件運(yùn)行幾十步后，殘差完成了漂亮的跳水，就不死不活地上上下下波動(dòng)。
你猜不透，殘差背后，仿真軟件是在辛苦地修正流場(chǎng)，還是在攪亂流場(chǎng)。
你猜不透，殘差下降到十的負(fù)六次方，表示流動(dòng)已經(jīng)修正合理，還是軟件根本忽視了不合理的分布。殘差只是軟件估算的整個(gè)流場(chǎng)的殘余誤差，并沒(méi)有告訴你流場(chǎng)在發(fā)生什么。
計(jì)算機(jī)不能自動(dòng)設(shè)置一個(gè)收斂準(zhǔn)則，取代你的判斷，所以你有存在的價(jià)值。
二、終局目標(biāo)
換個(gè)思路，仿真的終局目標(biāo)就是獲得設(shè)計(jì)參數(shù)。如果你要算阻力，為什么不直接觀察阻力變化？直接觀察你關(guān)心的參數(shù)變化。例如：阻力、升力、薄弱點(diǎn)的溫度、漩渦附近的壓強(qiáng)、摻混處的濃度。管它殘差如何，反正你又不用殘差做設(shè)計(jì)。只要你最掛念的位置沒(méi)有出問(wèn)題，你最關(guān)注的設(shè)計(jì)參數(shù)平穩(wěn)下來(lái)，這個(gè)仿真結(jié)果基本可以用了。
如果阻力還在持續(xù)下降，即使殘差再小，你也不敢說(shuō)收斂了，還要繼續(xù)運(yùn)行。
展開(kāi) 仿真收斂不看殘差，看什么？
西班牙的立體主義畫(huà)家 胡安.格里斯
收斂表示仿真軟件已經(jīng)把流場(chǎng)反復(fù)修正到位，可以結(jié)束仿真運(yùn)算了。
如何判斷仿真是否已經(jīng)收斂，讓我們很為難。
放寬收斂標(biāo)準(zhǔn)，可能把沒(méi)有收斂的錯(cuò)誤結(jié)果當(dāng)作收斂結(jié)果接受了。
收緊收斂標(biāo)準(zhǔn)，又會(huì)多運(yùn)行很多步，白白浪費(fèi)很多時(shí)間。
所以，我們希望有個(gè)放之四海而皆準(zhǔn)的收斂標(biāo)準(zhǔn)，在仿真運(yùn)行到收斂的時(shí)候，正好結(jié)束仿真。
這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，不是一個(gè)數(shù)，不是一個(gè)公式。從把握全局標(biāo)準(zhǔn)的殘差，到追求終局目標(biāo)的設(shè)計(jì)參數(shù)，最后深挖局部觀察的流動(dòng)現(xiàn)象。從表及里，一層層剝開(kāi)。
看完這三層，才敢說(shuō)是否已經(jīng)收斂。
一、全局標(biāo)準(zhǔn)
殘差——仿真軟件估算的誤差
常規(guī)的收斂判斷是：殘差小到十的負(fù)四次方、負(fù)六次方……。
對(duì)于簡(jiǎn)單算例，直接用軟件給你的標(biāo)準(zhǔn)，殘差達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)就認(rèn)為收斂。
對(duì)于復(fù)雜算例，誰(shuí)也無(wú)法只用殘差判斷是否收斂。
仿真軟件運(yùn)行幾十步后，殘差完成了漂亮的跳水，就不死不活地上上下下波動(dòng)。
你猜不透，殘差背后，仿真軟件是在辛苦地修正流場(chǎng)，還是在攪亂流場(chǎng)。
你猜不透，殘差下降到十的負(fù)六次方，表示流動(dòng)已經(jīng)修正合理，還是軟件根本忽視了不合理的分布。
殘差只是軟件估算的整個(gè)流場(chǎng)的殘余誤差，并沒(méi)有告訴你流場(chǎng)在發(fā)生什么。
大形勢(shì)與你有什么關(guān)系，大趨勢(shì)好的時(shí)候也有賠錢的，大形勢(shì)不好的時(shí)候，也有賺錢的。
殘差與你有什么關(guān)系，殘差小的時(shí)候，也有流場(chǎng)亂的，殘差大的時(shí)候，也有流場(chǎng)收斂的。
沒(méi)有人可以只用股票指數(shù)炒股賺錢。沒(méi)有人可以只用殘差判斷復(fù)雜算例收斂情況。
計(jì)算機(jī)不能自動(dòng)設(shè)置一個(gè)收斂準(zhǔn)則，取代你的判斷，所以你有存在的價(jià)值。
你抱怨的就是你存在的意義。
二、終局目標(biāo)
換個(gè)思路，仿真的終局目標(biāo)就是獲得設(shè)計(jì)參數(shù)。如果你要算阻力，為什么不直接觀察阻力變化？
展開(kāi) CAE黑話：收斂性、殘差與計(jì)算控制
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) 
[問(wèn)題討論]Fluent殘差收斂標(biāo)準(zhǔn)問(wèn)題
如果變化很小，符合你的要求，即可認(rèn)為是收斂了。一般來(lái)說(shuō)，壓力的收斂相對(duì)比較慢一些的。
因此是否收斂不能簡(jiǎn)單看殘差圖，還有許多其他的重要標(biāo)準(zhǔn)，比如進(jìn)出口流量差、壓力系數(shù)波動(dòng)等等。盡管殘差仍然維持在較高數(shù)值，但憑其他監(jiān)測(cè)也可判斷是否收斂。最重要的就是是否符合物理事實(shí)或試驗(yàn)結(jié)論。
殘差曲線是否滿足只是一個(gè)表面的現(xiàn)象，還要看進(jìn)口和出口總量差不得大于1%,而且即使這樣子,收斂解也不一定準(zhǔn)確,它和網(wǎng)格劃分/離散化誤差,以及屋里模型的準(zhǔn)確性都有關(guān)系.所以得有試驗(yàn)數(shù)據(jù)做對(duì)比活著理論分析了.
當(dāng)然最終是否正確是要看是否與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)相符合！但既然有殘差圖的話，總應(yīng)該可以大概的看出是否收斂吧？是否要殘差要小到一定的程度，或者是殘差不在增長(zhǎng)，就可以一定程度上認(rèn)為是收斂的.
殘差的大小不能決定是否收斂，我在用FLUENT計(jì)算時(shí)，多采用監(jiān)測(cè)一個(gè)面的速度（或者是壓力、紊動(dòng)能等參數(shù)）基本上不隨著計(jì)算時(shí)間的推移而變化，就認(rèn)為基本達(dá)到收斂。
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展開(kāi) 【轉(zhuǎn)載】Fluent中殘差曲線continuity不收斂的問(wèn)題
continuity不收斂的問(wèn)題
（1）連續(xù)性方程不收斂是怎么回事？
在計(jì)算過(guò)程中其它指數(shù)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(guān)。SIMPLE根據(jù)連續(xù)方程推導(dǎo)出壓力修正方法求解壓力。由于連續(xù)方程中
流場(chǎng)耦合項(xiàng)被過(guò)渡簡(jiǎn)化，使得壓力修正方程不能準(zhǔn)確反映流場(chǎng)的變化，從而導(dǎo)致該方程收斂緩慢。
你可以試驗(yàn)SIMPLEC方法，應(yīng)該會(huì)收斂快些。
在計(jì)算模擬中，continuity總不收斂，除了加密網(wǎng)格，還有別的辦法嗎？別的條件都已經(jīng)收斂了，就差它自己
了，還有收斂的標(biāo)準(zhǔn)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(shù)量級(jí)就收斂了
continuity
是質(zhì)量殘差，具體是表示本次計(jì)算結(jié)果與上次計(jì)算結(jié)果的差別，如果別的條件收斂了，就差它。可
以點(diǎn)report，打開(kāi)里面FLUX選項(xiàng)，算出進(jìn)口與出口的質(zhì)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(zhì)量守恒方程的反映，也就是連續(xù)性的殘差。這個(gè)收斂的快并不能說(shuō)明你的計(jì)算就一定正確，還要看動(dòng)量
方程的迭代計(jì)算。
展開(kāi) ansys非線性收斂總結(jié)
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ansys非線性收斂總結(jié)
ansys計(jì)算非線性時(shí)會(huì)繪出收斂圖，其中橫坐標(biāo)是cumulative iteration number 縱坐標(biāo)是absolute convergence norm。他們分別是累積迭代次數(shù)和絕對(duì)收斂范數(shù)，用來(lái)判斷非線性分析是否收斂。
ansys在每荷載步的迭代中計(jì)算非線性的收斂判別準(zhǔn)則和計(jì)算殘差。其中計(jì)算殘差是所有單元內(nèi)力的范數(shù)，只有當(dāng)殘差小于準(zhǔn)則時(shí)，非線性疊代才算收斂。
ansys的收斂是基于力的收斂的,以力為基礎(chǔ)的收斂提供了收斂量的絕對(duì)值，而以位移為基礎(chǔ)的收斂僅提供表現(xiàn)收斂的相對(duì)量度。一般不單獨(dú)使用位移收斂準(zhǔn)則,否則會(huì)產(chǎn)生一定偏差,有些情況會(huì)造成假收斂.(ansys非線性分析指南--基本過(guò)程Page.6) 。因此ansys官方建議用戶盡量以力為基礎(chǔ)（或力矩）的收斂誤差，如果需要也可以增加以位移為基礎(chǔ)的收斂檢查。
ANSYS缺省是用L2范數(shù)控制收斂。其它還有L1范數(shù)和L0范數(shù)，可用CNVTOL命令設(shè)置。在計(jì)算中L2值不斷變化，若L2<criterion的時(shí)候判斷為收斂了。也即不平衡力的L2范數(shù)小于設(shè)置的criterion時(shí)判斷為收斂。
由于ANSYS缺省的criterion計(jì)算是全部變量的平方和開(kāi)平方（SRSS）*valuse(你設(shè)置的值)，所以crition也有小小變化。如有需要，也可自己指定crition為某一常數(shù)， CNVTOL,F,10000,0.0001,0就指定力的收斂控制值為10000*0.0001=1。
展開(kāi) ANSYS Workbench非線性分析收斂曲線解讀
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，只要“計(jì)算的力收斂曲線”落在“力收斂準(zhǔn)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(gè)載荷步，分析設(shè)置中時(shí)間步長(zhǎng)設(shè)置為“Program Contrlled”.
除了看上述的力收斂曲線圖，我們可以設(shè)置“Solution Output= Solve Output”查看計(jì)算輸出信息，從其中可以更詳細(xì)地看到收斂情況。
可以將計(jì)算輸出的信息與力收斂曲線圖對(duì)比起來(lái)看，就更容易理解力收斂圖了。
第1個(gè)載荷步中，第1個(gè)分析子步經(jīng)過(guò)了15次迭代收斂（圖中每個(gè)圓點(diǎn)代表一次迭代）。
經(jīng)過(guò)4個(gè)分析子步，第1個(gè)載荷步完成加載并收斂。第2個(gè)載荷步程序自動(dòng)設(shè)置的信息如下：
初始子步數(shù)量為5，載荷步的分析時(shí)間為1s，因此初始的時(shí)間步長(zhǎng)為0.2s。
第2個(gè)載荷步的第1個(gè)分析子步，經(jīng)過(guò)25次計(jì)算迭代后，還不收斂。程序進(jìn)行自動(dòng)二分，將時(shí)間步長(zhǎng)除以2，變?yōu)?.1s。
自動(dòng)二分是一種用于解決非線性分析過(guò)程中收斂困難的策略。當(dāng)收斂失敗發(fā)生在某個(gè)子步中，程序會(huì)自動(dòng)減小時(shí)間步長(zhǎng)，通常是前一個(gè)步長(zhǎng)的一半左右。然后，程序會(huì)從前一個(gè)成功收斂的時(shí)間子步繼續(xù)求解。如果再次遇到收斂失敗，程序會(huì)繼續(xù)減小時(shí)間步長(zhǎng)并繼續(xù)求解，直到達(dá)到收斂或達(dá)到指定的最小時(shí)間步長(zhǎng)值。這種方法有助于逐步逼近正確解，并確保分析的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性。
展開(kāi) ANSYS求解收斂問(wèn)題
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(wǎng)格劃分問(wèn)題導(dǎo)致的不收斂
大家都知道，網(wǎng)格劃分的越細(xì)，求解的精度越高，但是網(wǎng)格越細(xì)，求解時(shí)占用的電腦空間就越大，求解所需的時(shí)間也越長(zhǎng)。網(wǎng)格劃分的比較粗時(shí)，可能會(huì)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(jìn)行局部細(xì)化網(wǎng)格。
2.求解方法選擇不合適
對(duì)于非線性分析來(lái)說(shuō)，系統(tǒng)默認(rèn)的是稀疏矩陣法（除了子結(jié)構(gòu)計(jì)算默認(rèn)波前法外）。對(duì)于3維模型來(lái)說(shuō)，預(yù)共軛梯度法是最優(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-DSOLID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)你的結(jié)構(gòu)可能出現(xiàn)病態(tài)時(shí)，用稀疏矩陣法；
4）、當(dāng)你不知道用什么時(shí)，采用默認(rèn)算法。
3.其他設(shè)置
可將ANSYS缺省的求解精度從1E-8改為1E-4或1E-5即可。
設(shè)置足夠大的荷載步，可以更容易收斂，避免發(fā)散的出現(xiàn)；
設(shè)置足夠大的平衡迭代步數(shù)，默認(rèn)為25，可以放大到很大(100)；
將收斂準(zhǔn)則調(diào)整，以位移控制時(shí)調(diào)整為0.05，以力控制為0.01。
對(duì)于線性單元和無(wú)中間節(jié)點(diǎn)的單元（SOLID65和SOLID45），關(guān)閉EXTRA DISPLACEMENTS OPTIONS（在OPTIONS中）。
對(duì)于CONCRETE材料，可以關(guān)閉壓碎功能，將CONCRETE中的單軸抗壓強(qiáng)度設(shè)置為-1。
來(lái)源：ANSYS及Workbench加油站
展開(kāi) ansys計(jì)算不收斂
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.
關(guān)于ansys中收斂的介紹 ￥5
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)
ANSYS非線性計(jì)算的收斂和速度
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) 關(guān)于ANSYS中收斂的介紹
收斂增強(qiáng)工具（只針對(duì)熱分析）
ANSYS中收斂增強(qiáng)工具用于加速收斂，提高收斂，如果求解控制被關(guān)閉，這些工具必須謹(jǐn)慎選取，選取不正確會(huì)妨礙收斂。
Nonliner——Line seach 當(dāng)熱傳到率有很大改變時(shí)會(huì)通過(guò)減少比例因子來(lái)增加N-R存儲(chǔ)的熱流向量，當(dāng)有非常的非線性情況出現(xiàn)，如相變或熱沖擊分析，使用這個(gè)工具很有效，缺省時(shí)關(guān)閉。
Nonliner——predictor（收斂提高預(yù)測(cè)器）根據(jù)前面的結(jié)果預(yù)測(cè)溫度的結(jié)果，他在模型的非線性相應(yīng)隨時(shí)間變化過(guò)程中改變平滑的情況下非常有效，ANSYS缺省條件下自動(dòng)預(yù)測(cè)每個(gè)子步后的結(jié)果，預(yù)測(cè)器可以使用手工打開(kāi)和關(guān)閉。
Nonliner——monitor 定義3個(gè)變量來(lái)跟蹤模型特定節(jié)點(diǎn)的溫度相應(yīng)和范例熱流率。
展開(kāi) 轉(zhuǎn)載：怎么知道ANSYS的結(jié)果是收斂的？
最近做了一些非線性方面的計(jì)算，也遇到了非線性計(jì)算中難以收斂的問(wèn)題，現(xiàn)在把分析時(shí)的一些感受寫(xiě)出來(lái)，希望對(duì)大家有用，如果有誤，還望大家不吝指正。
ansys計(jì)算非線性時(shí)會(huì)繪出收斂圖，其中橫坐標(biāo)是cumulative iterationnumber 縱坐標(biāo)是absolute convergencenorm。他們分別是累積迭代次數(shù)和絕對(duì)收斂范數(shù)，用來(lái)判斷非線性分析是否收斂。
ansys在每荷載步的迭代中計(jì)算非線性的收斂判別準(zhǔn)則和計(jì)算殘差。其中計(jì)算殘差是所有單元內(nèi)力的范數(shù)，只有當(dāng)殘差小于準(zhǔn)則時(shí)，非線性疊代才算收斂。ansys的位移收斂是基于力的收斂的,以力為基礎(chǔ)的收斂提供了收斂量的絕對(duì)值，而以位移為基礎(chǔ)的收斂僅提供表現(xiàn)收斂的相對(duì)量度。一般不單獨(dú)使用位移收斂準(zhǔn)則,否則會(huì)產(chǎn)生一定偏差,有些情況會(huì)造成假收斂.(ansys非線性分析指南--基本過(guò)程Page.6)。因此ansys官方建議用戶盡量以力為基礎(chǔ)（或力矩）的收斂誤差，如果需要也可以增加以位移為基礎(chǔ)的收斂檢查。ANSYS缺省是用L2范數(shù)控制收斂。其它還有L1范數(shù)和L0范數(shù)，可用CNVTOL命令設(shè)置。在計(jì)算中L2值不斷變化，若L2<crit的時(shí)候判斷為收斂了。也即不平衡力的L2范數(shù)小于設(shè)置的criterion時(shí)判斷為收斂。
由于ANSYS缺省的criterion計(jì)算是你全部變量的平方和開(kāi)平方（SRSS）*valuse(你設(shè)置的值)，所以crition也有小小變化。如有需要，也可自己指定crition為某一常數(shù)，CNVTOL,F,10000,0.0001,0 就指定力的收斂控制值為10000*0.0001=1。
展開(kāi) Ansys影響非線性收斂穩(wěn)定性及其速度的因素分析
在ANSYS里還是牛頓－拉普森法和弧長(zhǎng)法。牛頓－拉普森法是常用的方法，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。
4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）。對(duì)于工程問(wèn)題，可將ANSYS缺省的求解精度從1E-8改為1E-4或1E-5即可。
5荷載步的設(shè)置直接影響到收斂。
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