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AlexYoung

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【转载】显示求解器与隐式求解器的区别  

2012-12-09 14:16:17|  分类: CFD |  标签: |举报 |字号 订阅

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根据我的理解,是这样的:
(1)显式算法包括动态显式和静态显式算法
动态显式算法的最大优点是有较好的稳定性。动态显式算法采用动力学方程的中心差分格式,不用直接求解切线刚度,不需要进行平衡迭代,计算速度快,也不存在收敛控制问题。该算法需要的内存也比隐式算法要少。数值计算过程可以很容易地进行并行计算,程序编制也相对简单。它也有一些不利方面。显式算法要求质量矩阵为对角矩阵,而且只有在单元级计算尽可能少时速度优势才能发挥, 因而往往采用减缩积分方法,容易激发沙漏模式,影响应力和应变的计算精度。动态隐式法还有一个重要特点是:对成形过程的仿真需要使用者正确划分有限元网格和选择质量比例参数、速度和阻尼系数。
静态显式法基于率形式的平衡方程组与Euler前插公式,不需要迭代求解。由于平衡方程式仅在率形式上得到满足,所以得出的结果会慢慢偏离正确值。为了减少相关误差,必须每步使用很小的增量,通常一个仿真过程需要多达几千步。由于不需要迭代,所以这种方法稳定性好,但效率低。
(2)隐式算法
静态算法也是解决金属成形问题的一种方法。在静态隐式算法中,在每一增量步内都需要对静态平衡方程而迭代求解。理论上在这个算法中的增量步可以很大,但是实际运算中上要受到接触以及摩擦等条件的限制。随着单元数目的增加,计算时间几乎呈平方次增加。由于需要矩阵求逆以及精确积分,对内存要求很高。隐式算法的不利方面还有收敛问题不容易得到解决以及当开始起皱失稳时,在分叉点处刚度矩阵出现奇异。
另有一种静态隐式大增量步软件,也属于静态隐式算法,做出了某些改进,如在一些特殊接触条件处理上采用大增量时步,弯曲与拉伸变形的非耦合求解算法,高精度的自适应网格划分等等。这些专用于金属薄板成形的特征有时显得非常有效,但在某些方面不会那么准确。例如,它不能精确模拟接触和脱离接触的过程,无法有效预测起皱失稳。
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