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求解 第10章 求解器的功能 是解结构自由度的线性联立方程 求解速度主要取决于模型的大小和计算机的速度 所用时间可以是几秒也可以是几小时 只有一个荷载步的线性静态分析只需一次求解 而非线性或瞬态分析 可能需要几次 几百次甚至几千次求解 因此 选择求解器的类型是很重要的 第10章 求解求解器 ANSYS中可以使用的求解器分为三类 直接消去求解器波前求解器稀疏求解器 缺省 迭代求解器PCG 预置条件共轭梯度求解器 ICCG 不完全乔利斯基共轭梯度求解器 JCG 雅可比共轭求解器 并行求解器 需要特殊的授权文件 AMG 代数多重网格求解器 DDS 分布区域求解器 详细的讨论将在后面进行 第10章 求解 求解器 直接消去求解器计算以下模型 1 计算单元矩阵 2 读取第一个单元的自由度 3 删除所有已知的自由度或用其它自由度表示的自由度 然后把方程写入 tri文件 保留的自由度构成波前 对所有波前重复2 3步骤 直到所有自由度都被消去 现在 tri就包含了一个三角化的矩阵 回代 求解自由度 然后使用单元矩阵计算单元解 计算单元矩阵 组集和三角化总体矩阵 回代 求解自由度 full文件 rst rth文件 第10章 求解 求解器 直接求解和迭代求解的比较 只做简单讨论 假有一个静态非线性例子 K x F 直接求解器把 K 分解求出 K 1 然后做 x K 1 F 分解计算很费时 但分解计算只做一次 迭代求解需要先处理 Q 再求解方程 Q K x Q F 假设 Q K 1 本例子中 I x K 1 F 然而 预置条件不是通常的 K 1 Q 接近 K 1 是更好的预置条件 因此 预置条件不是通常的 K 1 这个过程是反复的过程 因此称为迭代求解器 迭代求解器执行矩阵相乘 不是分解 如果完全在内存RAM中 它比矩阵求逆要快得多 只要迭代次数不是很多 对情况良好的矩阵 迭代求解器比稀疏求解器更有效 ANSYS的迭代求解器 PCG JCG ICCG 的主要不同点是所用的预置条件种类不同 第10章 求解 求解器 第10章 求解 求解器 PartoftheParallelPerformanceforANSYSadd onlicense 并行求解器 需要特殊授权 AMG 代数多网格求解器 可以在单个或多个处理器环境下的迭代求解器DDS 分布式求解器 分布式求解器将大模型分解为小区域 然后将这些小区域送到多个处理器中求解 分布式求解器是面向大型静态分析或全瞬态分析 包含对称矩阵 但不含惯性消解或使用概率设计系统 PDS 的问题 DPCG 分布式预置条件共轭梯度求解器 DPCG求解器基于PCG求解器 保留了PCG求解器的全部优点 可以运行在共享内存或分布内存的机器 是比PCG求解器更好的求解器 DJCG 分布式雅可比共轭梯度求解器 DJCG迭代方程求解器是基于JCG求解器 是比JCG求解器更好的求解器 它只需要少量的附加内存 DJCG求解器仅用于有对称刚度的静态分析和全瞬态分析 第10章 求解 求解器 迭代求解器 MainMenu Solution AnalysisType Sol nControls 然后选择Sol nOptions或使用EQSLV命令缺省是 程序选择 求解器 eqslv 1 通常是稀疏矩阵直接求解器 第10章 求解 求解器 第10章 求解解释 载荷步1 载荷步2 载荷步3 载荷步4 载荷步5 载荷步2的载荷子步1 什么是载荷步和载荷子步 载荷步就是为获取解而设置的加载条件 载荷子步就是载荷步的子划分 到现在为止 我们已经了解了在一组荷载条件下求解 如单载荷步求解 输入或建立模型划分网格施加荷载求解 单载荷步 观察结果 第10章 求解多载荷步 如果在多组载荷条件下求解 可以选择以下两种方法之一 单载荷步 全部荷载一起求解 多载荷步 分别施加荷载求解 第10章 求解多载荷步 荷载步可以定义为 一次荷载条件下得到解 使用多载荷步可以 分离 不同加载条件的结构响应 在后处理器中以任意方式组合这些响应 可以研究不同设想 这称为荷载二次组合 只对线性分析有效 以后讨论 两种定义 求解多载荷步的方法 多次求解法载荷步文件法 第10章 求解 多载荷步 多次求解法是单载荷步求解的扩展 在不退出求解器的情况下 顺序求解每一个载荷步 最适于批处理方式 当用于交互模式时 这种方法只适合可以快速求解的模型 输入或建立模型划分网格加载求解 载荷步1 施加不同荷载求解 载荷步2 施加不同荷载求解 载荷步3 等观察结果 第10章 求解 多载荷步 载荷步文件法在这种情况下 不是求解每个载荷步 而是将载荷步信息写入一个文件 称为载荷步文件 MainMenu Solution LoadStepOpts WriteLSFile或使用LSWRITE命令 载荷步文件分别为jobname s01 jobname s02 jobname s03 等 所有载荷步写出之后可以只用一个命令 LSSOLVE或MainMenu Solution Solve FromLSFiles 顺序读入每个文件并求解 输入或建立模型划分网格施加荷载写进LS文件 s01 施加不同的荷载写进LS文件 s02 施加不同的荷载写进LS文件 s03 等等 从LS文件求解观察结果 第10章 求解 多载荷步 载荷步文件法的优点在于 可以交互建立所有荷载步文件 这种方法同样适用于大模型 然后可以在离开计算机后求解 注意 尽管可以在实体模型上施加荷载 载荷步文件中的加载命令总是按照节点和单元进行的 第10章 求解 多载荷步 这两种方法 施加在前一个载荷步的荷载将保留在数据库中 直到删除为止 所以 要确保删除不是当前载荷步文件的荷载 每一载荷步的结果被附加到结果文件中 并标识载荷步1 载荷步2等 在后处理中应先读入希望的结果集 然后观察 数据库中包含最后一个载荷步的载荷及求解结果 第10章 求解 多载荷步 演示 恢复rib db 约束左边线的UX和底线的UY 在上边线施加数值为100的压力 写载荷步文件1 然后