动力学授课doctmp

1、l SPARSE（稀松矩阵求解器）适合与求解实数对称或非对称矩阵、复数对称与非对称矩阵。仅适用于静力分析、完全法谐响应分析、完全法瞬态分析、子结构分析、PSD谱分析，对线性与非线性计算均有效。特别的，对于常遇到的正定矩阵的非线性中，SPARSE求解器优先推荐。而在网格拓扑结构常发生变化的接触分析中，SUBSTR求解器具有独特的优势。其他典型的应用有：由SHELL单元或者BEAM单元构建的计算模型；由SHELL单元或者BEAM单元或者SOLID单元构建的计算模型。还有多分支的结构，如汽车尾气排放和涡轮叶片由于将计算速度和效用结合较为完美，因此这是一种进行迭代计算很有效的求解器。一般而言，SAPR

2、SE求解器相对于FRONT求解器而言，需要的内存较小，但是跟PCG求解器使用的计算机内存却大致相当。如果内存有限，该求解器在不增加CPU时间和益处内存的情况下，并不能充分工作。稀疏求解法是使用消元为基础的直接求解法，在ANSYS10.0中其为默认求解选项。其可以支持实矩阵与复矩阵、对称与非对称矩阵、拉格朗日乘子。其支持各类分析，病态矩阵也不会造成求解的困难。稀疏矩阵求解器由于需要存储分解后的矩阵因此对于内存要求较高。其具有一定的并行性，可以利用到4-8cpu.该求解器具有3种求解方式：核内求解，最优核外求解，最小核外求解。强烈推荐使用核内求解，此时基本不需要磁盘的输入与输出，能大幅度提高求解速

3、度；而核外求解会受到磁盘输入/输出速度的影响。对于复矩阵或非对称矩阵一般需要通常求解2倍的内存与计算时间。相关命令：bcsoption,incoere 运行核内计算bcsoption,optimal 最优核外求解bcsoption,minimal 最小核外求解（非正式选项）bcsoption,force,memrory_size 指定ANSYS使用内存大小/config,nproce,CPU_number 指定使用cpu的数目l FRONT（波前求解器）程序通过三角化消去所有可以由其他自由度表达的自由度，知道最终形成三角矩阵，求解器在三角化过程中保留的节点自由度数目称为波前，在所有自由度被处理

4、后波前为0，整个过程中波前的最大值称为最大波前，最大波前越大所需内存越大。整个过程中波前的均方值称为RMS波前，RMS波前越大，求解时间越长相关命令：EQSLV,FRONT 选用波前求解.l JCG（雅克比共和梯度矩阵迭代计算求解器）仅适用于静力分析、完全法谐响应分析、完全法瞬态分析。可应用到结构分析和多物理场分析中。可用于求解对称、非对称矩阵、复杂矩阵、正定矩阵、不定矩阵的求解。推荐在在结构和多物理场的环境中的三维谐响应分析中使用该求解器。在热传递、电磁学、压电体和声场分析中十分有效。该方法在分布式内存的分析以及共享内存的分析中同样可以运用。另外该方法的局限性是该求解器仅适用于刚度对称的静力

5、分析和完全法瞬态分析。在分布式ANSYS中不支持 fast thermal操作。l ICCG（非完全Cholesky共轭梯度矩阵迭代计算求解器）其类似于JCG求解器，但比之使用了更加复杂的先决条件，所以在病态矩阵的求解上比JCG更好，但所用的内存也是JCG的2倍。同样也只能用于静态分析、安全谐波分析和完全瞬态分析。可用于求解对称、非对称矩阵、复杂矩阵、正定矩阵、不定矩阵的求解。推荐在在结构和多物理场的环境中的三维谐响应分析中使用该求解器。相对于JCG求解器而言，他需要更大的内存。l QMR（准最小余量迭代求解器）该求解器仅适用与完全发谐响应分析，可应用到高频电磁分析，并可以应用到对称矩阵、复杂

6、矩阵、正定矩阵与不定矩阵的求解当中去，该求解法比ICCG求解法更加稳定。l PCG（预条件求解器）跟SPARSE 和 FRONT求解器相比，他要求较小的硬盘空间，对于求解较大模型计算速度更快。对于板壳、3-D模型，较大2-D模型，P-方法分析十分有效，对于其他问题如带有对称矩阵，稀松矩阵、正定、不定的非线性求解中，PCG求解方法也是十分值得推荐的。PCG求解法要求的内存至少是JCG的两倍。仅对静力分析、完全法瞬态分析，LANCZOS扩展的模态分析有效，PCG求解器可以有效的带有约束方程的矩阵求解。该方法提供了其他供选择 操作（1）MSAVE命令，可以使得PCG在应用时节省大量内存（2）PREC

7、ISION命令，用于指明单精度，系统可因此减少30%70%的内存需求PCG求解器可以处理有高级单元带来的病态问题。病态可以有单元的大长宽比造成，也可以由单元的接触属性，弹塑性属性等造成。AMG(代数多重网格迭代方程求解器)仅适用于静力分析和完全发瞬态分析。AMG求解器适用于求解对称矩阵。该求解器并不能用于子模型的分析求解，也不能应用于产生、利用以及还有P-单元的模型的分析。如果还有P-单元，则直接转向波前求解器。对于单一结构（只含有UXYZ与ROTXYZ自由度的结构）的求解，该方法十分有效。在单一热分析（只含有TEMP）的分析中该方法也可以应用。但是并不是十分有效。在病态问题中ICCG求解遇到

8、收敛困难，则推荐使用AMG求解。在单核环境中，一个CPU时间里，在共享存储并行机上处理病态问题AMG处理器的处理效率要比ICCG高很多，尽管对于常见问题，AMG交付的处理与ICCG差不多。在多核计算环境中，AMG求解器在共享存储并行机上处理上处理病态问题的效率比ICCG要高达数倍，同样的情况也发生在处理带有不定矩阵的非线性分析中。AMG求解是ANSYA高效求解的一部分。但是这需要额外的LISENCE。关于详细的多核求解的信息，请参看ANSYS帮助。AMG是一个专门为SMP系统服务的求解器，其适用于静态和完全瞬态分析，对于单场的结构分析十分有效，对于病态问题的求解性也优于JCG与ICCG求解器。

9、l ITER（自动选择迭代容差求解器）自动选择迭代容差求解器适用于解决多物理场问题。对于迭代求解的容差是自由选择，其的容差选择是基于用户选择的容差（通过TOLER来确定）。这个求解器仅对电磁分析、稳态/瞬态热分析、静态线性分析、没有高阶单元的完全瞬态结构分析实用。如果你需要了解自动求解器操作的选择命令，但并没有达到合适的选择条件，则计算会自动转移到波前求解器进行求解。l DSPARSE（分布式稀松矩阵求解器）分布式稀松矩阵求解器，在数学上他近似于SPARSE（稀松矩阵求解器）求解器，主要局别是在于该求解器是在分布式架构上是并行计算的。因此，他在12核的系统中可以达到60多倍的加速。然而，他的总

10、内存使用要远远高于非分布式SPARSE求解器，因为每个分块的计算是在单个CPU的内存中完成分块计算的。与SPARSE求解器类似，这个求解器非常适合求解含有病态问题的非线性求解。DSPARSE求解器只在实对称矩阵、复对称矩阵中有效。系统架构的不同使得该求解器的效率有所区别，适合于该求解器的理想架构是：单核机器组成的多机系统，系统通过分布每个机器的I/O结构来实现数据交换，并要求有高速网络支持。这样的系统如Infiniband.该求解器只对有分布式LISENCE的ansys使用。更多信息请参看：Distributed ANSYS Guide.求解器对内存及I/O需求求解器类型描述适用的模型大小内存

11、使用磁盘使用稀疏矩阵直接求解器使用于所有分析特别是难于收敛的病态问题1w-50w自由度（超出此范围也能很好使用）1GB/MDOF(最优核外求解)10GB/MDOF(核内求解10GB/MDOF波前求解器适合小模型的非线性分析所需内存小，但求解慢小于5w自由度小于0.5GB/MDOF10GB/MDOFPCG求解器想稀疏求解器相比减少了I/O，特别适合大模型5w-1000w+自由度0.3GB-1GB/MDOF0.5GB/MDOFJCG求解器特别适合单场领域5w-1000w+自由度0.5GB/MDOF0.5GB/MDOFICCG求解器适合JCG无法收敛的复杂问题5w-1000w+自由度1.5GB/MDOF0.5GB/MDOF分布式稀疏矩阵求解器类似于稀疏矩阵求解器，可利用到16cpu，需要PP