分析解算器

您可以使用三个直接解算器和一个迭代解算器对方程组进行求解。

在有限单元分析中，问题由一组必须同时求解的代数方程式来表示。 有两类求解方法： 直接和迭代。

直接方法使用精确的数字方法求解方程式。 迭代方法使用近似方法来求解方程式，在每次迭代中，都会求出一个解，并评估关联的误差。 迭代过程一直持续，直到误差可以接受。

软件提供以下选择：

自动 该软件会基于算例类型、分析选项、接触条件等内容选择解算器。有些选项和条件只适用于 Direct Sparse 或 FFEPlus。
Direct Sparse 选择 Direct Sparse：
  • 如果您的计算机上拥有足够的 RAM 和多个 CPU；
  • 如果求解具有无穿透接触的模型；
  • 如果求解具有材料属性差异非常大的零件的模型。
每 200,000 dof 需要 1GB 的 RAM 才能进行线性静态分析。 方程式 (dof) 的数量和内存要求之间的关系不是线性的。 对于要求最严格的数据存储要求（分配矩阵大小），RAM 被设置为与方程式 (dof) 的数量的二次幂成比例。
FFEPlus（迭代） 此 FFEPlus 解算器使用高级矩阵图重新排序技术，因此在处理大型问题时效率更高。 一般而言，FFEPlus 能够更快地解决大型问题，而且问题越大，其效率越高（最高效率取决于最大可用内存）。
每 2,000,000 dof 需要 1GB 的 RAM。 一般而言，相比 Direct Sparse 和 Intel Direct Sparse 解算器，FFEPlus 解算器需要更少的 RAM。
Large Problem Direct Sparse 通过利用增强的内存分配算法，Large Problem Direct Sparse 解算器可以处理超过计算机物理内存的仿真问题。

如果初始选择直接稀疏解算器，并且由于内存资源限制而超出内核解算能力，则警告信息会提示您切换至 Large Problem Direct Sparse。

相比 FFEPlus 和 Direct Sparse 解算器，Direct Sparse 和 Intel Direct Sparse 解算器能够更高效地利用多个内核。
Intel Direct Sparse Intel Direct Sparse 解算器可用于静态、热力、频率、线性动态、非线性算例和拓扑算例。
通过利用增强的内存分配算法和多核处理功能，Intel Direct Sparse 解算器提高了在核心内求解的模拟问题的求解速度。
在大多数情况下，Intel Direct Sparse 解算器的速度比 Direct Sparse 更快。 当模型大小超出了最大可用内存时，Large Problem Direst Sparse 将成为最高效的解算器。
Direct Sparse 和 Intel Direct Sparse 解算器能够更高效地利用多个内核。

选择解算器

对于静态算例、频率算例、扭曲算例和热力算例，“自动”选择解算器是默认的选项。

对于在数个接触迭代中发现接触区域这种多个区域的接触问题，应首选 Direct Sparse 解算器。

尽管对于小问题（25,000 DOF 或更少），所有解算器均有效；但在解决大问题时，这些解算器在性能（速度和内存使用）方面存在着很大差异。

如果解算器要求的内存多于计算机中的内存，解算器将使用磁盘空间来保存和检索临时数据。 如果发生这种情况，则会显示一则消息，说明解超出了核心内存范围，求解进度将放慢。 如果要写入磁盘的数据量非常大，求解进度可能会极其慢。 在这些情况下（对于静态和非线性算例），请使用 Large Problem Direct Sparse。

以下因素有助于您选择适当的解算器：

问题的规模。 通常而言，FFEPlus 在解决自由度 (DOF) 超过 100,000 的问题时速度比较快。当问题变大时，这种方法的效率就更高。
计算机资源： 可用 RAM 和 CPU 数量（内核或处理器） Direct Sparse 解算器所要求的 RAM 大小约为 FFEPlus 解算器的 10 倍。 计算机的内存越大，它的运行速度就越快。 “Large Problem Direct Sparse”利用多核处理功能，可提高静态和非线性算例的求解速度。
材料属性 如果模型中使用的材料弹性模量差异非常大（如钢铁和尼龙），则迭代方法比直接方法的准确性要低。 在这种情况下，建议使用直接解算器。
分析特征 对于强制使用约束方程式的无穿透接触和接合接触的分析，使用直接解算器进行解算的速度通常更快。

根据算例类型，以下建议适用：

静态 如果您拥有足够 RAM 和多个 CUP 进行解算，请使用 Direct Sparse 和 Large Problem Direct Sparse：
  • 具有无穿透接触的模型，尤其当您开启摩擦效应时。
  • 具有材料属性差异非常大的零件的模型。
  • 混合网格模型
    对于线性静态分析， Direct Sparse 解算器对每 200,000 自由度 (dof) 需要 1GB RAM。 迭代 FFEPlus 解算器对内存的要求更低（大约为 2,000,000 dof / 1GB of RAM）。
频率和扭曲

使用 FFEPlus 解算器计算任何刚性实体模型。 无任何约束的实体有六个刚性实体模式。

在以下情况下，使用 Direst Sparse 和 Intel Direst Sparse 解算器：
  • 考虑载荷对自然频率的影响。
  • 具有材料属性差异非常大的零件的模型。
  • 使用约束方程式接合不兼容网格的模型。
  • 添加软弹簧以使不够牢固的模型稳定（扭曲算例）。

对于 Direct Sparse 解算器，Simulation 将子空间迭代法用作本征值提取方法，并将伦措斯方法用于 FFEPlus 和 Large Problem Direct Sparse 解算器。 将伦措斯方法与迭代解算器（如 FFEPlus）配合使用更为高效。

在迭代循环中，子空间可以利用 Direct (Sparse) 解算器的前后替换功能来评估本征向量（只需要分解一次矩阵）。 这无法通过迭代解算器来完成。
传热 对于热力问题，每个节都有一种自由度 (DOF)，因此与相同节数的结构问题相比，其解算速度通常要快很多。 对于大型问题（大于 500.00 dof），请使用 FFEPlus 解算器。
非线性 对于自由度高于 50000 度的模型的非线性算例，FFEPlus 解算器能够在较短的时间内更有效地给出解决办法。 Large Problem Direct Sparse 解算器可以处理求解超出内核范围的情况。

解算器状态

解算器状态 窗口在您运行算例时出现。 除了进度信息外，它还显示：

  • 内存使用
  • 已过时间
  • 算例特定的信息，如自由度、节点数、单元数
  • 解算器信息，如解算器类型
  • 警告

Intel Direct Sparse 解算器不提供解算器进度报告状态。

所有使用 FFEPlus（跌代）解算器的算例（频率和扭曲除外）都可让您访问收敛图解和解算器参数。 收敛图表可帮助您直观解算如何收敛。 解算器参数可让您操纵解算器跌代，这样您可改进精度或改进速度。 您可使用解算器的预设值或更改：

  • 最大跌代数 (P1)
  • 停止阈值 (P2)

要提高精度，降低停止阈值。 在缓慢收敛的情况下，您可以通过增大停止阈值或减小最大迭代数来改进速度（请注意，结果精度可能受影响）。

多核处理

该表列出了每个 Simulation 许可的仿真解算器的多核处理规格。

解算器 Simulation 许可 - 最多限制为 8 个物理内核 Simulation 许可 - 不限制物理内核数量
  • FFEPlus
  • Intel Direct Sparse
  • Direct Sparse
  • Large Problem Direct Sparse
  • Intel Network Sparse
  • Simulation Xpress
    FFEPlus 是唯一适用于 Simulation Xpress 的解算器选项。
  • SOLIDWORKS Premium 中的模拟
  • SOLIDWORKS Simulation Standard
  • SOLIDWORKS Simulation Professional
  • SOLIDWORKS Simulation Premium