ansys 17.0 中文版有限元分析从入门到精通

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1、Note第5章求解第章求解求解与求解控制是ANSYS分析中的重要步骤，正确地控制求解过程将直接影响到求解的精度和计算时间。本章将着重讨论求解基本参数的设定，求解过程监控以及求解失败的一些原因分析。R求解概论R利用特定的求解控制器指定求解类型R多载荷步求解任务驱动&项目案例 （1）  （2）·149·Note第5章求解5.1求解概论ANSYS能够求解由有限元方法建立的联立方程，求解的结果如下。（1）节点的自由度值，为基本解。（2）原始解的导出值，为单元解。单元解通常是在单元的公共点上计算出来的，ANSYS程序将结果写入数据库和结果文件（Jobname.RS

2、T、RTH、RMG或RFL）中。ANSYS程序中有几种解联立方程的方法：直接解法、稀疏矩阵直接解法、雅克比共轭梯度法（JCG）、不完全分解共轭梯度法（ICCG）、预条件共轭梯度法（PCG）、自动迭代法（ITER）和分块解法（DDS）。默认为直接解法，用户可用以下方法选择求解器。命令：EQSLVGUI：MainMenu>Preprocessor>Loads>AnalysisType>AnalysisOptionsMainMenu>Solution>LoadStepOptions>Sol'nControlMainMenu>Solution>AnalysisO

3、ptionsU 注意：如果没有AnalysisOptions选项，则需要完整的菜单选项。调出完整的菜单选项方法为GUI：MainMenu>Solution>UnabridgedMenu。如表5-1所示为一般的准则，有助于用户针对给定的问题选择合适的求解器。表5-1求解器选择准则解法典型应用场合模型尺寸内存使用硬盘使用直接解法要求稳定性（非线性分析）或内存受限制时低于50000自由度低高稀疏矩阵直接解法要求稳定性和求解速度（非线性分析）；线性分析时迭代收敛很慢时（尤其对病态矩阵，如形状不好的单元）自由度为10000～500000中高雅克比共轭梯度法在单场问

4、题（如热、磁、声，多物理问题）中求解速度很重要时自由度为50000～1000000中低不完全分解共轭梯度法在多物理模型应用中求解速度很重要时，处理其他迭代法很难收敛的模型（几乎是无穷矩阵）自由度为50000～1000000高低预条件共轭梯度法当求解速度很重要时（大型模型的线性分析）尤其适合实体单元的大型模型自由度为50000～1000000高低自动迭代法类似于预条件共轭梯度法（PCG），不同的是，它支持八台处理器并行计算自由度为50000～1000000高低分块解法该解法支持数十台处理器通过网络连接来完成并行计算自由度为1000000～10000000高

5、低5.1.1使用直接求解法·149·Note第5章求解ANSYS直接求解法不组集整个矩阵，而是在求解器处理每个单元时，同时进行整体矩阵的组集和求解，其方法如下。（1）每个单元矩阵计算出后，求解器读入第一个单元的自由度信息。（2）程序通过写入一个方程到TRI文件，消去任何可以由其他自由度表达的自由度，该过程对所有单元重复进行，直到所有的自由度都被消去，只剩下一个三角矩阵在TRIN文件中。（3）程序通过回代法计算节点的自由度解，用单元矩阵计算单元解。在直接求解法中经常提到“波前”这个术语，它是在三角化过程中因不能从求解器消去而保留的自由度数。随着求解器处理每

6、个单元及其自由度时，波前就会膨胀和收缩，最后，当所有的自由度都处理过以后波前变为0。波前的最高值称为最大波前，而平均的、均方根值称为RMS波前。一个模型的RMS波前值直接影响求解时间，其值越小，CPU所用的时间越少，因此在求解前希望能重新排列单元号以获得最小的波前值。ANSYS程序在开始求解时会自动进行单元排序，除非已对模型重新排列过或者已经选择了不需要重新排列。最大波前值直接影响内存的需要，尤其是临时数据申请的内存量。5.1.2使用其他求解器其他求解器包括稀疏矩阵直接解法、雅克比共轭梯度法求解器、不完全分解共轭梯度法求解器、预条件共轭梯度法求解器、自动

7、迭代解法选项等，使用方法与直接求解法类似，这里不再赘述。5.1.3获得解答开始求解，进行以下操作。命令：SOLVEGUI：MainMenu>Solution>CurrentLSorRunFLOTRAN因为求解阶段与其他阶段相比，一般需要更多的计算机资源，所以批处理（后台）模式要比交互式模式更适宜。求解器将输出写入输出文件（Jobname.OUT）和结果文件中，如果用户以交互模式运行求解，则输出文件就是屏幕。在执行SOLVE命令前使用下述操作，可以将输出送入一个文件而不是屏幕。命令：/OUTPUTGUI：UtilityMenu>File>SwitchOut

8、putto>FileorOutputWindow写入输出文件的数据由如下内容组成