求解器擴展與定制
關注創建者：匿名 創建時間：2025-11-14
求解器擴展與定制的視頻教程
optistruct求解器基礎教程
OptiStruct求解器的基礎教程。 主要是線性求解部分。 文件模型來源于幫助文檔。 主要是幫助文檔的操作視頻。 軟件版本是hyperworks11.0，該版本中對應模塊為Raioss中的Bulkdate。 從13.0開始后，bulkdate從Radioss中剝離出來合并到optistruct中。 來源：官方視頻教程，方獻軍老師。
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求解器擴展與定制的實例教程
XFEM 求解裂紋擴展新思路 ￥20
XFEM相比大家已經很清楚了，但是求解過程中的收斂性一直是一個痛點。特別是在比較復雜的三維模型中，該現象較為普遍。本帖子旨意為XFEM 求解裂紋擴展提供新思路。
如下列舉同網格、同材料參數下XFEM求解四點彎曲載荷過程中裂紋擴展的一個例子作為比較：裂紋擴展在該位置就算是完結了。當然也可以通過調整得到較為滿意的結果哦，可以自己試一試。
之前的XFEM計算結果如下：
那么問題來了,新方法是怎樣的呢？
改變方法后又會出現怎樣的裂紋現象呢，我們拭目以待！！！
模型還在計算中，我已迫不及待的上圖了，在新的方法得結果如下：
很明顯，模型收斂性得到了很強的提高。
下面是相對于之前的算法，模型得修改之處，后附上.inp文件，
如果你還在為你模型的收斂性傷腦筋，冥思苦想，折磨你的網格，可點擊購買哦。
展開 STAR CCM+中包括兩種流動求解器：
Segregated Flow Solver（分離求解器）
Coupled Flow Solver（耦合求解器）
關于分離和耦合流動求解器：
一般情況下，分離求解器比耦合求解器消耗的內存更少。
在可壓縮流動中，特別是在有激波存在的情況下，耦合求解器能夠得到更穩健和更精確的結果。
對高瑞利數自然對流，耦合求解器穩定性要比分離求解器更好。
耦合求解器求解給定流動問題所需的迭代次數與網格尺寸無關，而分離求解器所需的迭代次數隨著網格尺寸的增加而增加。
在某些情況下，耦合求解器可以與隱式求解器相結合，以允許較大的CFL數。這種情況類似于在分離算法中將所有變量的欠松弛因子指定為1。相比之下，分離求解器需要對速度和壓力以及可壓縮流中的能量進行顯著的欠松弛。
1 分離流動求解器
分離流求解器以順序方式求解質量守恒方程和動量守恒方程。對求解變量U、V、W、P依次迭代求解非線性控制方程。分離求解器采用壓力-速度耦合算法，通過求解場修正方程來滿足速度壓力的質量守恒約束。由連續性方程和動量方程構造壓力校正方程，通過對壓力進行校正，求出滿足連續性方程的速度場。這種方法也稱為預測-校正方法。壓力作為一個變量由壓力校正方程得到。
展開 當迭代求解器處理非線性問題時，有兩個迭代級別。
為避免混淆，我們將迭代求解器稱為 PRECONDITIONED CONJUGATE GRADIENT SOLVER (PCG) 。
直接求解器和 PCG 求解器都可以計算非線性分析。
非線性是指剛度矩陣方程求解一次，然后進行收斂性評估以確定非線性系統是否已經收斂。如果不是剛度矩陣方程的另一個解，則使用更新的值。每次求解剛度矩陣，稱為迭代。在迭代滿足收斂標準后，稱為子步，負載增加，下一個子步可以從第一次迭代開始。直接求解器（也稱為 SPARSE SOLVER）使用 LU 分解來求解剛度矩陣方程。 PCG 求解器使用迭代算法來求解剛度矩陣方程。在線性分析中，只進行一次。在非線性分析中，對 N-R 收斂圖上的每個點（每次非線性迭代）都執行此操作。
展開 兩種數值方法：
1.基于壓力求解器：適用于低速、不可壓縮流體。
原理：首先由動量方程求速度場，繼而由壓力方程進行修正使得速度場滿足連續性條件。由于壓力方程來源于連續性方程和動量方程，從而保證流場的模擬同時滿足質量守恒和動量守恒。
分類：分離求解器—順序求解每個變量的控制方程，此算法內存效率非常高(離散方程只在一個時刻需要占用內存)，收斂速度相對較慢，因為方程以‘解耦’方式求解。對燃燒、多相流問題更加有效。
耦合求解器—內存使用量是分離算法的1.5～2倍，收斂速度提高5～10倍。可以和所有動網格、多相流、燃燒、和化學反應模型兼容，收斂速度遠高于基于密度的求解器。
2.基于密度求解器：適用于高速、可壓縮流體。
原理：直接求解瞬態N-S方程(此方程理論上是絕對穩定的)，將穩態問題轉化為時間推進的瞬態問題，由給定的初場時間推進到收斂的穩態解，即時間推進法。適用于求解亞音速、高超音速等的強可壓縮問題。
展開 Samcef的熱分析求解器包括非線性穩態和瞬態熱分析求解器。其功能包括考慮傳導，對流，輻射等各種傳熱方式的傳導分析。
附件為Samcef多種求解器的介紹。
歡迎Samcef用戶或對軟件感興趣的壇友加入samcef技術討論群，QQ：256295986
求解器.pdf
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考慮熱源的瞬態熱傳導有限元求解器2小時前
關鍵詞：熱源，瞬態，熱傳導，有限元求解器，三角形單元，自研
在《瞬態熱傳導有限元求解器開發》一文中，我們介紹了自研的二維瞬態熱傳導求解器。
當時那個控制方程沒有考慮熱源，邊界條件中只涉及溫度、熱流、對流。然而在很多問題中，熱源才是最關鍵的邊界條件，比如電發熱、化學反應生熱。
熱源的處理
熱源是體熱，相對應的熱流是面熱。兩者處理方式類似，都是根據單位熱功率值和幾何尺寸計算熱功率，然后加到控制方程矩陣的右側
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本工具基于Tcl語言開發，用于hypermesh里面的optistruct/nastran求解器模塊，主要實現以下自動化功能：
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智能識別組件單元類型：自動區分殼單元（Shell）與實體單元（Solid）
概述
這篇文章介紹了：
如何使用 RCWA 求解器分析周期性多層結構（如光子晶體、衍射光柵）的光學響應；
RCWA 求解器的原理：在傅里葉域中劃分均勻層，并通過 S 矩陣雙向傳播計算透射、反射及各個光柵階的功率；
如何設置入射平面波的傳播方向（X/Y/Z 軸）、角度（θ/?）和偏振（s/p），以及反向傳播的兩種模式（鏡像 k 矢量和反向 k 矢量）；
對比 RCWA
關鍵詞：CFD，有限元，對流項，繞流，迎風格式，湍流模型
在《流體有限元求解器開發-不可壓定常流動模型》一文中，我們介紹了考慮對流項的不可壓流動求解器的實現。
然而正如所預料的那樣，一旦流速高一些，或者粘性小一些，仿真結果就容易發散，收斂性成為一大難題。
為了解決這個問題，CFD大神們想出了各種手段，有的嚴格按照理論去處理盡力彌合。有的則主打靈感修正，問就是人工粘性、人工擴散、人工穩定
今日16:00，Ansys官方『Lumerical VCSEL全新求解器功能詳解』研討會將介紹 Lumerical 用于垂直腔面發射激光器設計的新型求解器。感興趣的下滑預約學習??
時間：4月30日（星期四），16:00-17:00
內容簡介：
本次 webinar 將會介紹 Lumerical 用于垂直腔面發射激光器設計的新型求解器, 全新的 VCSEL 設計工具支持模擬 VCSEL
針對傳統商業有限元在處理變剛度復合材料（VSCL）與變厚度幾何時存在的網格畸變、計算耗時長、非線性極易發散等痛點，本人開發了一套基于 MATLAB 的高階半解析氣動彈性求解器。
本求解器直接基于連續介質力學方程進行離散，可實現復合材料板殼/懸臂翼面的極速參數掃描與深區非線性分岔追蹤。現分享部分計算結果，并承接相關復雜工況的定制計算與數據圖表輸出。
一、 核心理論框架
結構本構
<h2><strong>1 解決問題</strong></h2><p>主要用于在強非線性導致默認隱式求解難以收斂時，通過調整收斂判據、增量大小和迭代策略來緩解報錯。</p><h2><strong>2 設置方法</strong></h2><p>步驟一：分析步-其他-通用求解控制-管理器</p><p><br></p><figure style="text-align: center;" class="ql-align-center
瞬態熱傳導有限元求解器開發2個月前
關鍵詞：瞬態，熱傳導，有限元求解器，三角形單元
熱傳遞有三種方式：熱傳導、熱對流、熱輻射。就熱傳導問題而言，無論是結構力學還是流體力學都會涉及，兩邊都沒拿它當外人。
前面的文章提到過，結構力學的有限元發展地非常成熟，大部分的剛度矩陣在文獻里面都推導好了。而流體力學的很多單元類型的有限元方程，可能需要自行推導完成。在熱傳導問題中，我采用加權余量法進行處理，推導出了符合結構力學有限元文獻中給出的剛度矩陣
關鍵詞：CFD，有限元，三角形單元，罰函數，粘性流動
最近工作室有流體有限元求解器的開發需求，我在前面講飛機結冰的文章提到過，差不多10年前瞎搗鼓過這個東西。
好多東西都記不清了，先從一些簡單的流動模型入手，做一些恢復性訓練。考慮到我是結構力學出身，在進行流體有限元開發的時候，我會代入結構有限元的視角進行分析。
流體也好，固體也好，CFD也好，FEM也好，有很多開源工具、源代碼可以用。
