几款仿真软件的分析

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1、几款地质仿真软件的简介本文将对ANSYS、ADINA、ABAQUS、MSC、FEPG、Femlab(Comsol)、Flac、PETREL进行简短的介绍。有限元分析是对于结构力学分析迅速发展起来的一种现代计算方法。有限元分析软件目前流行的有:ANSYS、ADINA、ABAQUS、Femlab(Comsol)、MSC、FEPG等。ANSYS软件在致力于线性分析的用户中具有很好的声誉,它在计算机资源的利用,用户界面开发等方面也做出了较大的贡献。ABAQUS软件则致力于更复杂和深入的工程问题,其强大的

2、非线性分析功能在设计和研究的高端用户群中得到了广泛的认可。而ADINA软件除了求解非线性问题外,其在多物理场的流固耦合求解功能也是全球唯一的专利技术。COMSOL公司是全球多物理场建模与仿真解决方案的提倡者和领导者,其旗舰产品COMSOLMultiphysics,使所有的物理现象可以在计算机上完美重现。MSC是比较老的一款软件目前更新速度比较慢。FEPG是一款国产有限元分析软件。一、ANSYS、ADINA、ABAQUS、MSC四者的比较由于ANSYS产品进入中国市场早于ABAQUS,并且在五年前

3、ANSYS的界面是当时最好的界面之一,所以在中国,ANSYS软件在用户数量和市场推广度方面要高于ABAQUS。ANSYS软件注重应用领域的拓展,目前已覆盖流体、电磁场和多物理场耦合等十分广泛的研究领域。ABAQUS则集中于结构力学和相关领域研究,致力于解决该领域的深层次实际问题。而ADINA软件和ANSYS软件一样都包括结构、温度、流体及流固耦合的功能,因此其应用领域也是相当广泛。对于常规的结构线性问题,三种软件都可以较好的解决,在模型规模限制、计算流程、计算时间等方面都较为接近。ABAQUS软

4、件和ADINA软件在求解非线性问题时具有非常明显的优势;而ANSYS软件和ADINA软件则在流体和多物理场耦合功能方面具有无可比拟的优势。目前在多物理场耦合方面ANSYS、ADINA、MSC都可以做到结构、流体、热的耦合分析(ABAQUS专注结构分析目前没有流体模块),但是除ADINA以外其它三个必须与别的软件搭配进行迭代分析,唯一能做到真正流固耦合的软件只有ADINA。  ANSYS/Workbench、ABAQUS/CAE、ADINA/AUI都是采用CAD方式建模和可视化视窗系统,都具有良好

5、的人机交互特性。三种软件都除了提供窗口操作外都还提供命令流输入,但是ABAQUS/CAE并不对所有的命令流都支持CAE界面操作。ANSYS软件和ADINA软件都采用Parasolid为核心的实体建模技术,因此可以和其它Parasolid为核心的CAD软件实行真正无缝的双向数据交换,且该两种软件自身的建模功能很强大。而ABAQUS软件的CAE模块和输入文件两种建模方式是由两家不同的公司研制的,CAE模块功能还不是很完全,一些功能只能通过编辑INP输入文件来实。三种软件都提供多种网格划分器,可以进行

6、复杂模型的自由网格划分。  除常见网格划分外,ANSYS软件和ADINA软件还可以对复杂模型进行自动六面体网格划分,从而在节省技术人员工作时间的情况下又保证了网格的精度。ANSYS软件的命令流操作非常方便,对于结构循环优化方面比较有优势,但目前还只是局限于线性方面,非线性方面功能很差而且基本没有。  ABAQUS软件则在显式非线性方面有些特色,但隐式非线性方面比不上ADINA,且不具备流体的功能。  ADINA软件在结构非线性及多物理场耦合方面非常出色,是全球非线性功能最强大的有限元软件之一,而

7、且具有全球最好的流固耦合分析功能。结构分析能力排名:ABAQUS、ADINA、MSC、ANSYS  流体分析能力排名:ANSYS、ADINA、MSC、ABAQUS  耦合分析能力排名:ADINA、ANSYS、MSC、ABAQUS性价比排名:ADINA、BAQUS、ANSYS、MSC综合上述分析,本课题可以使用ADINA、ANSYS对流固耦合场进行分析,但是不知道ANSYS的非线性能力缺失会对仿真造成什么影响。二、Femlab(Comsol)COMSOLMultiphysics起源于MATLAB的

8、Toolbox,最初命名为Toolbox1.0。后来改名为Femlab1.0(FEM为有限元,LAB是取自于Matlab),这个名字也一直沿用到Femlab3.1。从2003年3.2a版本开始,正式命名为COMSOLMultiphysics。COMSOLMultiphysics是以有限元法为基础,通过求解偏微分方程(单场)或偏微分方程组(多场)来实现真实物理现象的仿真,被当今世界科学家称为“第一款真正的任意多物理场直接耦合分析软件”。预定义的多物理场应用模式,能够解决许多常见的物理问题。同时,用

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