Analyse-Solver

Drei direkte Solver und ein iterativer Solver stehen für die Lösung des Gleichungssatzes zur Verfügung.

Bei der Finite-Elemente-Analyse wird ein Problem durch eine Reihe von algebraischen Gleichungen dargestellt, die gleichzeitig gelöst werden müssen. Es gibt zwei Klassen von Lösungsverfahren: direkte und iterative Verfahren.

Direkte Verfahren lösen die Gleichungen mittels genauer numerischer Methoden. Iterative Verfahren lösen die Gleichungen mittels Näherungsmethoden, wobei bei jeder Iteration eine Lösung angenommen wird und die mit ihr verbundenen Fehler bewertet werden. Es werden so viele Iterationen durchgeführt, bis die Fehlerzahl akzeptabel ist.

Die Software bietet Ihnen folgende Optionen:

Automatisch	Die Software wählt den Gleichungslöser auf Grundlage von Studientyp, Analyseoptionen, Kontaktbedingungen usw. Einige Optionen und Bedingungen sind entweder nur für den direkten Gleichungslöser oder für FFEPlus gültig.
Direkter Gleichungslöser	Wählen Sie den Direct Sparse-Gleichungslöser aus: wenn Sie über ausreichend Arbeitsspeicher (RAM) und mehrere CPUs auf Ihrem Rechner verfügen. wenn Sie Modelle mit dem Kontakttyp "Keine Penetration" lösen. wenn Sie Modelle von Teilen mit allgemein anderen Materialeigenschaften lösen. Für lineare statische Analysen benötigen Sie pro 200.000 Freiheitsgrade 1 GB RAM. Die Beziehung zwischen der Anzahl der Gleichungen (Freiheitsgrade) und der Speicheranforderung ist nicht linear. Für die anspruchsvollsten Datenspeicheranforderungen (zugewiesene Größe von Matrizen) ist der RAM proportional zur zweiten Potenz der Anzahl der Gleichungen (Freiheitsgrade) festgelegt.
FFEPlus (iterativ)	Der FFEPlus-Gleichungslöser verwendet hochentwickelte Matrix-Neuordnungstechniken, die ihn für komplexe Probleme effizienter machen. Im Allgemeinen ist der FFEPlus schneller bei der Lösung großer Probleme und wird mit zunehmender Problemgröße immer effizienter (bis zum maximal verfügbaren Speicher). Pro 2.000.000 Freiheitsgrade benötigen Sie 1 GB RAM. Im Allgemeinen erfordert der FFEPlus-Gleichungslöser weniger RAM als der Direct Sparse- und der Intel Direct Sparse-Solver.
Direct Sparse mit großem Problem	Durch Einsatz verbesserter Speicherzuordnungsalgorithmen kann der umfassende Direct Sparse-Gleichungslöser Simulationsprobleme behandeln, die den physischen Speicher Ihres Computers überschreiten. Wenn Sie den Löser Direct Sparse zum ersten Mal auswählen und er aufgrund begrenzter Speicherressourcen eine Out-of-Core-Lösung erreicht hat, werden Sie in einer Warnmeldung aufgefordert, zu Direct Sparse mit großem Problem umzuschalten. Die Direct Sparse- und Intel Direct Sparse-Gleichungslöser sind effizienter bei der Nutzung mehrerer Kerne als die FFEPlus- und Direct Sparse-Gleichungslöser.
Intel Direct Sparse	Der Intel Direct Sparse-Gleichungslöser ist für statische, thermale, Frequenz-, lineare dynamische, nicht lineare und Topologiestudien verfügbar. Durch Einsatz von verbesserten Speicherzuordnungsalgorithmen und Multi-Core-Verarbeitungsfähigkeit verbessert der Solver Intel Direct Sparse die Lösungsgeschwindigkeiten für Simulationsprobleme, die im Kern gelöst werden. In den meisten Fällen ist der Intel Direct Sparse-Gleichungslöser schneller als der Direct Sparse-Gleichungslöser. Wenn die Größe des Modells den maximal verfügbaren Speicher überschreitet, ist der Large Problem Direct Sparse der effizienteste Gleichungslöser. Die Direct Sparse- und Intel Direct Sparse-Solver sind effizienter bei der Nutzung mehrerer Kerne.

Auswählen eines Gleichungslösers

Die Option Automatisch für die Auswahl des Gleichungslösers ist die Standardauswahl für statische, Frequenz-, Knick- und thermische Studien.

Im Fall von Mehrbereichs-Kontaktproblemen, in denen der Kontaktbereich durch mehrere Kontaktiterationen gefunden wird, wird der direkte Gleichungslöser bevorzugt.

Während alle Gleichungslöser bei kleineren Problemen (25.000 DOFs oder weniger) effizient funktionieren, kann es bei der Lösung von größeren Problemen zu erheblichen Leistungsunterschieden (Geschwindigkeit und Speicherauslastung) kommen.

Wenn ein Gleichungslöser mehr Arbeitsspeicher benötigt, als auf dem Computer verfügbar ist, verwendet er zum Speichern und Abrufen temporärer Daten Festplattenspeicher. In diesem Fall wird eine Meldung angezeigt, die Sie darüber informiert, dass die Lösung den Kernspeicher verlässt und sich der Lösungsprozess verlangsamt. Müssen sehr viele Daten auf die Festplatte geschrieben werden, kann der Lösungsprozess sehr langsam sein. Verwenden Sie in diesen Fällen (für statische und nicht lineare Studien) den Direct Sparse mit großem Problem.

Die folgenden Faktoren unterstützen Sie bei der Auswahl des geeigneten Gleichungslösers:

Größe des Problems	Im Allgemeinen ist FFEPlus schneller bei der Lösung von Problemen mit über 100.000 Freiheitsgraden (DOF). Dieser Gleichungslöser ist umso effizienter, je größer das Problem ist.
Computer-Ressourcen: Verfügbarer RAM und Anzahl der CPUs (Kern oder Prozessoren)	Der Direct Sparse Solver erfordert ca. 10 Mal mehr RAM als der FFEPlus Solver. Je mehr Speicher auf Ihrem Computer verfügbar ist, desto schneller wird er. Der Direct Sparse mit großem Problem nutzt Multicore-Processing-Funktionen und verbessert die Lösungsgeschwindigkeit für statische und nicht lineare Studien.
Materialeigenschaften	Wenn die Elastizitätsmodule der in einem Modell verwendeten Materialien in hohem Maße voneinander abweichen (wie etwa bei Stahl und Nylon), können iterative Methoden weniger präzise als direkte Methoden sein. In solchen Fällen empfiehlt sich die Verwendung von direkten Solvern.
Analyse-Features	Die Analyse mit forcierten Kontakttypen „Keine Penetration“ und „Verbunden“, die Zwangsbedingungsgleichungen verwenden, führt in der Regel mit den direkten Solvern zu einer schnelleren Lösung.

In Abhängigkeit vom Studientyp gelten die folgenden Empfehlungen:

Static	Verwenden Sie den Direct Sparse Solver und den Direct Sparse mit großem Problem, wenn Sie ausreichend RAM und mehrere CPUs für die Lösung von folgenden Modellen zur Verfügung haben: Modelle mit den Kontakttypen „Keine Penetration“, insbesondere wenn Sie die Reibungswirkungen einschalten. Modelle mit Teilen, die allgemein andere Materialeigenschaften haben. Modelle „Gemischtes Netz“ Für eine lineare statische Analyse erfordert der Direct Sparse-Gleichungslöser 1 GB RAM pro 200.000 Freiheitsgrade. Der iterative FFEPlus-Gleichungslöser benötigt weniger Speicher (ca. 2.000.000 Freiheitsgrade/1 GB RAM).
Frequenz- und Knickanalysen	Verwenden Sie den FFEPlus Solver, um Starrkörperformen zu berechnen. Ein Körper ohne Lager hat sechs Starrkörperformen. Verwenden Sie den Direct Sparse- und den Intel Direct Sparse-Gleichungslöser für Folgendes: Die Berücksichtigung der Auswirkung der Last auf die natürlichen Frequenzen Modelle mit Teilen, die allgemein andere Materialeigenschaften haben. Modelle, bei denen inkompatibles Netz unter Verwendung von Zwangsbedingungsgleichungen verbunden ist. Das Hinzufügen weicher Federn zur Stabilisierung nicht ausreichend gelagerter Modelle (Knickstudien). Simulation verwendet die Unterraum-Iterationsmethode als die Eigenwertextraktionsmethode für den Direct Sparse-Gleichungslöser und die Lanczos-Methode für den FFEPlus- und den Large Problem Direct Sparse-Gleichungslöser. Es ist effizienter, Lanczos mit iterativen Solvern wie FFEPlus zu verwenden. Der Unterraum kann die Vor- und Rückwärtssubstitution der Direct Sparse Solver innerhalb seines Iterationsloops verwenden, um die Eigenvektoren zu evaluieren (muss die Matrix nur einmal auflösen). Das ist mit iterativen Solvern nicht möglich.
Thermisch	Thermische Probleme haben einen Freiheitsgrad pro Knoten. Deshalb erfolgt ihre Lösung meist viel schneller als die von strukturellen Problemen der gleichen Anzahl von Knoten. Verwenden Sie für sehr große Probleme (größer als 500,00 Freiheitsgrade) den FFEPlus Solver.
Nicht-linear	Für nicht-lineare Studien von Modellen mit weniger als 50.000 Freiheitsgraden ist der FFEPlus Gleichungslöser effektiver, d. h. er gibt eine Lösung in kürzerer Zeit heraus. Der Large Problem Direct Sparse Solver kann Fälle behandeln, bei denen die Lösung den Kernspeicher verlässt.

Solver-Status

Das Solver-Status-Fenster wird angezeigt, wenn Sie eine Studie ausführen. Neben den Verlaufsinformationen zeigt es Folgendes an:

Speichernutzung
Verstrichene Zeit
Studienspezifische Informationen wie Freiheitsgrade, Anzahl der Knoten, Anzahl der Elemente
Solver-Informationen wie Solver-Typ
Warnungen

Der Intel Direct Sparse Solver stellt keinen Bericht zum Fortschrittsstatus des Gleichungslösers bereit.

Bei allen Studien, bei denen der FFEPlus (iterative) Solver verwendet wird (außer bei Frequenz- und Knickstudien), können Sie auf die Konvergenzdarstellung und die Solver-Parameter zugreifen. Die Konvergenzdarstellung hilft bei der Visualisierung der Konvergierung der Lösung. Die Solver-Parameter ermöglichen die Manipulation der Solver-Iterationen, sodass Sie entweder die Genauigkeit oder die Geschwindigkeit verbessern können. Sie können die voreingestellten Solver-Werte verwenden oder Folgendes ändern:

Maximal Anzahl von Iterationen (P1)
Stoppschwelle (P2)

Verringern Sie zur Erhöhung der Genauigkeit den Wert der Stoppschwelle. In langsam konvergierenden Situationen können Sie die Geschwindigkeit erhöhen, indem Sie den Wert der Stoppschwelle erhöhen oder die maximale Anzahl der Iterationen verringern (wobei Sie sich bewusst sind, dass die Ergebnisgenauigkeit beeinträchtigt werden kann).

Multicore-Verarbeitung

In der Tabelle werden die Multicore-Verarbeitungsspezifikationen von Simulations-Solvern für jede Simulation-Lizenz aufgeführt.

Solver	Simulation-Lizenzen – Auf maximal 8 physische Cores beschränkt	Simulation-Lizenzen – Keine Beschränkung der Anzahl physischer Cores
FFEPlus Intel Direct Sparse Direct Sparse Solver Direct Sparse für große Modelle	Simulation Xpress FFEPlus ist die einzige Solver-Option für Simulation Xpress. Simulation in SOLIDWORKS Premium SOLIDWORKS Simulation Standard	SOLIDWORKS Simulation Professional SOLIDWORKS Simulation Premium


*E-Mail:
Betreff:		Feedback zu Hilfethemen
Seite:		Analyse-Solver
*Kommentar:
*		Ich bestätige, dass ich die Datenschutzerklärung, unter der meine personenbezogenen Daten durch Dassault Systèmes verarbeitet werden, gelesen habe und akzeptiere.