不收斂
關(guān)注創(chuàng)建者：Badminton 創(chuàng)建時間：2018-07-24
不收斂的視頻教程
ABAQUS不收斂解決辦法
---------分割線----------------- 聽說主公正為ABAQUS不收斂而煩惱， 我有上中下三策獻(xiàn)于主公， 上策：增加計算子歩substep； 中策：增加最大迭代步數(shù)； 下策：放松收斂準(zhǔn)則。
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Ansys workbench不收斂解決方案
我們在用ansys workbench進(jìn)行仿真計算時，對于大型模型，尤其是非線性計算時，經(jīng)常會出現(xiàn)不收斂的情況。 通過調(diào)整計算子歩（substep）也沒有起到良好的效果。 那么我們應(yīng)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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MIDAS GTS NX 基坑不收斂與趨勢不對調(diào)整
在GTS NX進(jìn)行基坑建模中，可能會出現(xiàn)不收斂或者計算趨勢不正確，本文主要以這兩個問題入手，敘述相應(yīng)解決方案。 ①敘述MIDAS GTS NX在基坑模擬中，最終不收斂的檢查步驟，檢查原理與修改方法，比如2103錯誤，2115錯誤，4005錯誤 ②敘述MIDAS GTS NX在基坑模擬中，沉降趨勢不正確，異常隆起的解決方案
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不收斂的實例教程
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(nèi)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(xué)方程，當(dāng)前求解至于前一時刻的速度與位移有關(guān)，求解過程無需迭代，是有條件穩(wěn)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(wěn)定，有條件收斂。
所以對于你提到的不收斂問題這里我就認(rèn)為是針對隱式計算。
1.基礎(chǔ)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(wǎng)格問題、關(guān)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(jīng)驗的CAEer都能自行解決。
2.不收斂的本質(zhì)與進(jìn)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(zhì)是什么？
對于線性系統(tǒng)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(jù)外力與內(nèi)力平衡求解出各個節(jié)點的位移，根據(jù)位移再求解應(yīng)力、應(yīng)變等。對于非線性系統(tǒng)，載荷與位移的關(guān)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(xì)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 星辰技文|ABAQUS隱式分析不收斂該怎么辦？
ABAQUS提供顯式和隱式兩種求解類型，其中顯式計算方法是“有條件收斂的”，只需滿足增量步小于限值，大多數(shù)情況均能順利計算完成；而隱式計算方法，在非線性情況下極易出現(xiàn)不收斂的情況，比如：欠約束、接觸、材料塑性或失效、斷裂、屈曲失穩(wěn)等，都可能導(dǎo)致多次迭代不收斂，增量步大小一降再降，直到滿足終止條件而退出計算。作為老司機(jī)，使用了這么多年的軟件總有點心得吧，總結(jié)了五條經(jīng)驗，分享給大家：
一、ABAQUS的任務(wù)提交流程
了解ABAQUS的任務(wù)提交流程，也就是讓我們學(xué)會找錯！當(dāng)我們點擊Submit后會有兩個處理階段：1）預(yù)處理；2）任務(wù)計算。
結(jié)合ABAQUS Job Monitor窗口進(jìn)行講解，兩個階段的分界點位于Data File子頁面的內(nèi)容是否完成；也就是說，當(dāng)出現(xiàn)Error，而Message File和Status File未激活（生成）時，表明還處于預(yù)處理階段，我們定義的模型一開始就存在問題，Errors子頁面都會一一列出，通常會有：信息不完整、材料參數(shù)不符合本構(gòu)模型、特殊定義之間沖突、關(guān)鍵字輸入問題等，我們只需逐個修改即可。
當(dāng)順利進(jìn)入任務(wù)計算階段后，窗口上方的表格將實時更新為Status File（jobName.sta）中的內(nèi)容，提示計算的進(jìn)度，當(dāng)后續(xù)再出現(xiàn)Error時，才可能是由于計算不收斂導(dǎo)致的錯誤。
二、收斂的基本條件
模型收斂是什么？很多初學(xué)者估計都不太清楚，從而提出一些奇奇怪怪的問題，比如：“我用彈性材料可以計算，換成復(fù)雜材料模型就計算不了，為什么？”。
展開 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(fā)動機(jī)加力燃燒室（圖1）。在這種新型加力燃燒室中，火焰穩(wěn)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(nèi)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(fù)雜，特別是其中有很多小孔，所以采用非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格，四面體單元。流體的狀態(tài)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(rèn)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(fā)的非定常效應(yīng)導(dǎo)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(nèi)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(shè)為3×10-6秒時的結(jié)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 根據(jù)ANSYS的使用者反饋，針對非線性接觸問題上的求解，經(jīng)常會有客戶出現(xiàn)不收斂的情況，在調(diào)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(jìn)行方法上的技巧總結(jié)，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(guān)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(jié)構(gòu)發(fā)生了剛體位移；
7、結(jié)構(gòu)發(fā)生振蕩現(xiàn)象；
下面針對這些原因的解決辦法進(jìn)行詳細(xì)的講解：
1
接觸算法的選取原則
ANSYS內(nèi)部大體上包括5種算法，Pure Penalty，Augmented Lagrange，MPC，Pure Lagrange，Beam。
展開 三、不收斂的原因的排查過程
進(jìn)入任務(wù)計算階段后：
1）如果最開始就出現(xiàn)1U至5U的不收斂問題，可能有以下原因：邊界條件約束不足（欠約束）、重復(fù)導(dǎo)入部件（導(dǎo)致欠約束）、初始荷載過大、初始應(yīng)力導(dǎo)致的材料塑性（Geostatic分析步）、單位制未統(tǒng)一（間接導(dǎo)致剛度過小和荷載過大）等；
2）如果是隨著計算到中期或后期才出現(xiàn)不收斂情況，就需要根據(jù)已有的計算結(jié)果和模型情況進(jìn)行判斷，不收斂原因主要有：材料軟化、失效、屈曲、接觸非線性、溫度（或其它場量）的驟變等；
3）隨著加載的進(jìn)行，出現(xiàn)畸變單元而導(dǎo)致終止，這個一般不是收斂問題，而是無法計算單元剛度矩陣從而無法組裝整體剛度矩陣。通常需要網(wǎng)格重劃分獲得更好的網(wǎng)格質(zhì)量、調(diào)整網(wǎng)格類型或采用其他大變形計算方法（ALE、CEL、SPH等）進(jìn)行控制。
四、模型收斂控制的常用方法
排除由于模型設(shè)置問題導(dǎo)致的不收斂情況后，可以通過以下設(shè)置增加收斂性：
1）增量步控制：增大允許的最大增量步數(shù)量、減小允許的最小增量步大小、增加允許的不收斂增量步數(shù)量IA（參考第二部分內(nèi)容）；
2）如果是由于材料軟化、失效導(dǎo)致的不收斂問題，可以嘗試改善網(wǎng)格質(zhì)量、修改單元類型，如果還是不行，則在材料模型、單元類型或分析步中增加阻尼，阻尼設(shè)置看第五部分內(nèi)容；
3）如果是接觸導(dǎo)致的不收斂，可以修改接觸類型、調(diào)整接觸參數(shù)，如果還不行則增加接觸阻尼；
4）上面三種調(diào)整后均無法收斂，則更換分析類型，采用Standard動力學(xué)或Explicit分析類型等。
展開 
不收斂的相關(guān)專題、標(biāo)簽、搜索
不收斂的最新內(nèi)容
~1.75
是（但傾斜超標(biāo)）
? 不合格
? 結(jié)論：
雙螺栓安裝滿足所有要求
單螺栓安裝傾斜角超限，存在安全隱患
05 常見問題與解決建議
問題
解決方法
不收斂
實際結(jié)構(gòu)往往包含大量細(xì)微特征與多尺度細(xì)節(jié)，若全部建模會導(dǎo)致自由度激增，并顯著提高接觸、材料與幾何非線性求解的難度，使計算成本和收斂風(fēng)險不可接受。通過忽略對整體響應(yīng)影響有限的局部特征，或?qū)?fù)雜連接等效為預(yù)緊力、約束或簡化接觸，可有效降低模型規(guī)模，使離散系統(tǒng)與求解器能力匹配。合理的幾何抽象還能改善網(wǎng)格質(zhì)量、減少畸變并提升數(shù)值穩(wěn)定性，從而在有限資源下獲得具有工程精度的關(guān)鍵響應(yīng)。
opensees動力時程分析求助1個月前
一個位移變剛度隔震支座設(shè)計求助，需要Y方向上通過位移控制實現(xiàn)剛度阻尼的切換 簡單來說就是，在位移＜某一數(shù)值時，隔震支座提供k1和c1，在位移＞某一數(shù)值時，隔震支座提供k2和c2 目前上部結(jié)構(gòu)動力時程分析可以跑通，但是涉及到切換隔振就一直不收斂，希望能得到幫助，能解決價格好商量
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</strong>這一想法已由最新混合求解研究所驗證：利用訓(xùn)練好的神經(jīng)算子預(yù)估流場解，再接力給傳統(tǒng)求解器進(jìn)行精修，可在各種 PDE 基準(zhǔn)測試中減少 2–10 倍迭代步驟，總耗時降低最高達(dá) 90%，且不損失收斂性和精度保證。
在非線性分析中，計算不收斂是所有工程師的噩夢。理解這幾個概念是調(diào)試模型的關(guān)鍵。
1?? 收斂性 (
Convergence
)
迭代計算中，數(shù)值解趨于真實解的過程。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。
比如：一根沒有固定點的梁，無論給多大的載荷，它都會發(fā)生無窮大的剛體位移，導(dǎo)致計算不收斂。
3?? 多點約束 (Multi-Point Constraint,
MPC
) 一種通過數(shù)學(xué)方程定義節(jié)點之間運動關(guān)系的約束。它不同于直接給節(jié)點設(shè)為0的簡單約束。
剛性連接 (Rigid Body/RBE2): 一個從節(jié)點的所有DOF都完全跟隨一個主節(jié)點。
適合人群
正在被流固耦合“負(fù)體積報錯、不收斂”折磨的碩士和博士研究生。
需要做入水、出水航行體結(jié)構(gòu)響應(yīng)的研究人員。
附注： 本算例模型已調(diào)通。可以direct message。下單前仔細(xì)閱讀。提供3-5次答疑。
此外，Cohesive單元的剛度退化過程可平滑模擬裂紋擴(kuò)展的能量耗散，解決了傳統(tǒng)有限元模擬中裂紋擴(kuò)展時的網(wǎng)格畸變與計算不收斂問題，提升了切削力、裂紋擴(kuò)展長度等關(guān)鍵參數(shù)的計算精度。
從工程適用性角度考量，該方法可直接服務(wù)于巖石切削工藝優(yōu)化。在石油工程鉆井、礦山機(jī)械切削等實際場景中，巖石內(nèi)部存在天然微裂紋與缺陷，多裂紋擴(kuò)展直接影響切削效率與刀具磨損。
模型運行了136步3秒不到出現(xiàn)不收斂：Time increment required is less than the minimum specified。右上角出現(xiàn)了孔隙壓力負(fù)值，查看了邊界條件，設(shè)置了四邊位移自由度為0，孔隙壓力也為0。將應(yīng)力場改為S11=-10e6,S22=0,S12=S33=0，重新運行，模型運行到200多步四秒不到依然報錯。
