Abauqs Explicit HPC和多物理場

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并行計(jì)算增強(qiáng)

• 充分利用共享內(nèi)存，在每個(gè)域上的計(jì)算都作為一個(gè)獨(dú)立的任務(wù)被分離出來，采用第一個(gè)節(jié)點(diǎn)的核心作為線程參與來完成這些任務(wù)。通過多線程進(jìn)行并行計(jì)算可能會增加內(nèi)存得消耗。

• 并行計(jì)算增強(qiáng)，提高計(jì)算效率，顯著縮短計(jì)算時(shí)間。

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CEL性能改進(jìn)

采用新的輪胎滑水模型來驗(yàn)證explicit的性能。速度70km/h，10mm水深。

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Abaqus/standard step control

• 新加入*STEP CONTROL關(guān)鍵字，可以控制由一系列前期未知觸發(fā)標(biāo)準(zhǔn)的事件（步驟）例如，當(dāng)達(dá)到指定的電壓時(shí)，我如何停止電池充電模擬，如果設(shè)計(jì)被證明是不行，我如何結(jié)束這個(gè)模擬。格式如下： *STEP CONTROL, NAME=name, ACTION=END STEP/ END ANALYSIS Sensor name, MAX/MIN/ABSMAX/ABSMIN, cutoff

• 當(dāng)傳感器的值達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，就會采取動(dòng)作，結(jié)束分析步是默認(rèn)為動(dòng)作參數(shù)，一個(gè)* STEP CONTROL可以定義多個(gè)控制標(biāo)準(zhǔn)。一個(gè)分析步中也可以定義多個(gè)*STEP CONTROL關(guān)鍵字。

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*Step Control定義與其他歷史記錄選項(xiàng)結(jié)合使用，可以在電池模擬中停止放電步驟和充電步驟。

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STEP CONTROL 案例：控制電池模擬是否充放電，當(dāng)放電期間電勢（EPOT）達(dá)到3.6時(shí)，第一步在3150秒（總3600秒）停止，第二步是充電步驟，當(dāng)電勢（EPOT）達(dá)到4.0時(shí)，在1800秒（3總600秒）停止：

消息文件中打印一個(gè)注釋，指示這些步驟已結(jié)束：

***NOTE: THE STEP HAS ENDED DUE TO THE TERMINATION CONDITION ON *STEP CONTROL?

FOR SENSOR Monitor.1

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多物理場

Abaqus/Exclicit現(xiàn)在可以使用*FIELD IMPORT導(dǎo)入隨時(shí)間變化的場變量在以前的版本中，是以場分布或者初始條件導(dǎo)入。采用了新的順序耦合算法，當(dāng)后面分析步求解器使用比上道分析步保存的數(shù)據(jù)明顯更小的時(shí)間增量時(shí)，它減少了數(shù)據(jù)傳輸和場映射的數(shù)量，以獲得更好的性能。而且現(xiàn)在還可以導(dǎo)入以下與歷史記錄相關(guān)的場變量：

• Mechanical Fields: displacements (UT), velocity (VT), acceleration (AT), rotation (UR), rotational velocity (VR), rotational acceleration (AR), force (CF), and moments (CM)

• Thermal Fields: nodal temperature (NT) and concentrated heat flux (CFL)

• General Field: field variables (FV)

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使用案例：從質(zhì)量擴(kuò)散分析中導(dǎo)入歸一化濃度（NNC），并將其作為場變量1（FV1）導(dǎo)入：

*Field Import

*External Field, File=upstream.sim, TStart=0, TEnd=0.01??

Elements, TargetElsetName, FV1, Elements,SourceElsetName, NNC

?3DX系統(tǒng)支持以下按順序排列的順序耦合：

• 連續(xù)熱應(yīng)力：可以將溫度從熱分析導(dǎo)入到熱應(yīng)力分析中，可以將共軛傳熱過程中的溫度導(dǎo)入到熱應(yīng)力分析中。

• 可以在連續(xù)的流體結(jié)構(gòu)耦合間導(dǎo)入結(jié)構(gòu)體。

• 可以將塑料應(yīng)用程序中的厚度導(dǎo)入到結(jié)構(gòu)中。

• 將字段變量導(dǎo)入到結(jié)構(gòu)分析中。

• 新增和CST-STUDIO做順序耦合分析功能，在電磁時(shí)域分析時(shí)，可以從CST Studio導(dǎo)入在離散點(diǎn)上的洛倫茲力和轉(zhuǎn)矩結(jié)果。在時(shí)域和頻域電磁分析時(shí)候，可以導(dǎo)入-低頻電磁模擬產(chǎn)生的體積熱損失及高頻模擬中的表面熱損失。

• 支持場映射控制和場操作。

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增強(qiáng)的隱式迭代耦合算法

從穩(wěn)定性的角度考慮強(qiáng)耦合物理，增強(qiáng)的隱式迭代耦合算法（稱為加速器）擴(kuò)大了強(qiáng)耦合物理的收斂半徑，提高了收斂速度。解決我們以前無法解決的強(qiáng)耦合物理問題；以降低解決方案成本解決問題；更少的耦合交換（減少50%）；

收斂標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)在由協(xié)同仿真服務(wù)來控制，可以支持各種收斂標(biāo)準(zhǔn)，收斂標(biāo)準(zhǔn)可以指定。

沒有用戶界面，我們正在進(jìn)行平臺上協(xié)同模擬的應(yīng)用內(nèi)創(chuàng)作。目前，需要手動(dòng)編輯CSS配置文件：

• see SWYM post FSI Batch Run Script + User Guide from Matthew Knight

?以下方法和加速器可用于隱式迭代耦合：

1.???Extrapolation/外推法

• 使用先前的增量解決方案來提供對當(dāng)前增量的初始猜測。

• 支持零階、一階和二階外推法。

• 外推法通常與下面描述的所有方法一起使用。

2.???恒定松弛

• 使用具有恒定用戶指定的松弛因子的松弛技術(shù)。

• 通常，一個(gè)較小的松弛因子會增大收斂半徑，但也會降低收斂速度。

• 常數(shù)松弛通常用于以下方法的初始交換；為了保證完整性，最好使用Aitkens 或者Quasi-Newton方法代替。

3.???Aitkens’ 松弛

• 使用一種松弛因子基于先前的殘差連續(xù)調(diào)整的松弛技術(shù)。

• 以前由FMK-to-標(biāo)準(zhǔn)和Abaqus-to-StarCCM使用，現(xiàn)在通?？梢宰鳛閰f(xié)同仿真服務(wù)的一部分使用。

4.???高斯-牛頓方法

• 這些方法近似于界面上的一個(gè)逆雅可比矩陣。

• 增大收斂半徑，提高收斂速度；因此，我們可以在減少耦合交換次數(shù)的情況下解決高強(qiáng)耦合物理問題。

• 支持各種過濾技術(shù)來決定從之前的交換中獲取哪些信息來構(gòu)造逆雅可比矩陣。

案例1：TUREK S. and HRON J., Proposal for numerical benchmarking of fluid-structure interaction between an elastic object and laminar incompressible flow, Lecture Notes in Computational Science and Engineering, 2006.

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Average Number of Coupling Iterations for Turek & Hron FSI 3?(early development data provide by Eric Veron)：

案例2：FERNANDEZ M., MOUBACHIR M., A Newton method using exact?Jacobians for solving fluid–structure coupling, Computers and Structures, 2005.

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Average Number of Coupling Iterations for Artery Pulse?(early development data provide by Eric Veron)：

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場映射控制

• 場映射控制允許從密集場映射到粗糙場的映射算法的規(guī)范，修改鄰域搜索所使用的搜索公差，缺失構(gòu)件處理的規(guī)范，其他映射參數(shù)。

• 用戶幫助文檔中新關(guān)于Field Mapper章節(jié)。

常規(guī)增強(qiáng)功能

• 協(xié)同仿真服務(wù)（CSS）現(xiàn)在允許客戶端在即將到來的目標(biāo)時(shí)間同步寫入重新啟動(dòng)信息，其解決方案在求解器之間處于平衡，這是由Abaqus求解器支持的，當(dāng)?shù)谌角蠼馄鞑捎么斯δ軙r(shí)將可用。

• 場以下輸出標(biāo)識符已被修改，以與Abaqus的輸出約定相一致。

1. NT-節(jié)點(diǎn)溫度（熱程序?yàn)?1，非熱程序現(xiàn)場溫度）。

2. TEMP是單元溫度，由3DSFlow使用；Abaqus結(jié)構(gòu)求解器不再支持它。

3. P為表面壓力。

• Abaqus/Standard 可以導(dǎo)入和可視化的牽引力矢量。

? Use TRVEC?TRVEC

1. 當(dāng)需要在原網(wǎng)格和目標(biāo)網(wǎng)格中顯示和比較牽引力的時(shí)候

2. 當(dāng)源網(wǎng)格和目標(biāo)網(wǎng)格具有相似的網(wǎng)格密度時(shí)，可以提供準(zhǔn)確的結(jié)果

3. 在載荷剛度對大型變形分析很重要的時(shí)候有好處

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在映射元素?cái)?shù)量時(shí)，您可以得到整個(gè)元素的常量值：