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ANSYS求解器类型详解(上)

ANSYS对于结构有限元计算提供了四种求解器,但是ANSYS Workbench环境的结构计算模块仅直接支持两种。如图5-1给出了经典环境的求解器控制面板。

图1 经典环境求解器控制面板

图2 WB环境求解器控制面板

如图2给出了ANSYS WB环境的结构模块求解器控制面板,WB环境仅支持两种求解器,即直接求解器和迭代求解器。下面详细介绍每一种求解器的使用方法和环境。

1.稀疏阵直接解法求解器(SPAR)

稀疏矩阵直接解法采用直接消元法而不是进行迭代求解。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4-8个CPU。
其具有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

如图3给出了WB环境结构模块的直接求解器设置方法面板,将Solver Type设置为Direct,则激活了直接法,这种方法是在计算机硬件条件满足计算要求时的首选方法。

图3 WB环境结构模块的直接求解器设置方法

2.雅可比共轭梯度法求解器(JCG)

雅可比共轭梯度法求解器也是从单元矩阵公式出发,最适合于包含大型的稀疏矩阵三维标量场的分析,如三维磁场分析。有些场合,1.0E-8的公差默认值(通过命令EQSLV,JCG设置)可能太严格,会增加不必要的运算时间,大多数场合1.0E-5的值就可满足要求。雅可比共轭梯度法求解器只适用于静态分析、完全法谐响应计算或全瞬态分析。
该求解器WB环境不直接支持,需要插入以下命令:
EQSLV,JCG   !雅可比共轭梯度求解器
此外,该求解器有一个附加求解精度控制选项,也使用命令进行控制:
EQSLV,JCG,value
其中:value为求解精度控制选项,默认为1e-5。未完待续,欢迎关注公众号。

近期将进行,《结构振动、冲击、疲劳、振动试验模拟与优有限元计算》

详情请联系13521993969王老师


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