ANSYS Mechanical在Workbench中的高性能计算应用

ANSYS Mechanical是一款隐式结构有限元分析求解器，完成一次完整的有限元分析，通常需要经历前处理、求解、后处理三个步骤。前处理一般在图形工作站上完成，求解则可根据问题规模灵活选择计算平台。

问题规模决定了计算平台的选择。1000万节点以内的中小型问题，图形工作站即可胜任求解；超过1000万节点的中大型问题，建议使用计算性能更强的集群或SMP服务器。后处理方面，中小型问题完全可以在本地工作站上读取结果并进行分析。

在Workbench环境下使用高性能计算，主要有两种方式：第一种是直接在Workbench界面中设置并行计算参数，利用本地工作站完成求解；第二种是将文件另存为ANSYS Mechanical经典界面的求解格式，再提交到高性能计算平台上运行。前者适合中小规模问题，后者更适合大规模并行计算场景。

1、ANSYS mechanical在Workbench界面设置方法

此种方法适合中小型问题在本地的工作站进行求解计算，设置方法简单方便。在Workbench界面环境下，打开Model模块，在菜单中依次选择Tools＞Solve Process Settings＞Advanced，进行CPU设置选择对应的CPU核数（建议关闭超线程，设置的核数不能超过工作站的CPU物理核数），默认使用分布式求解选项。

2、保存为经典界面的求解文件格式方法

此种方法适合中大型问题在高性能计算平台进行计算，需要在Workbench界面中存储为指定的格式，设置步骤稍微繁琐些。

方法一：输出为dat文件，设置文件名为：file.dat。

在Workbench界面环境下，打开Model模块，在左侧的目录树上选中Static Structural。然后在菜单中依次选择Tools＞Write Input File，进行dat格式的求解文件保存，如下图所示。

将file.dat文件上传到高性能服务器，在高性能服务器上进行并行求解。以在Linux系统上采用ANSYS19.0的版本，提交作业到选定计算节点“blade03/blade04”上，每个节点分别调用8核计算为例。其提交命令如下：/ansys_inc/v190/ansys/bin/ansys190 -b -dis -machines blade03:8:blade04:8 -i file.dat -o output.log

求解完成后，将结果文件file.rst下载到本地工作站进行结果读取。在Workbench界面环境下，打开Model模块，在左侧的目录树上选中Solution。然后在菜单中依次选择Tools＞Read Result Files，进行rst格式的结果文件的读取，如下图所示。

方法二：输出为db文件，设置文件名为：file.db。

在Workbench界面环境下，打开Model模块，在左侧的目录树上选中Static Structural。然后在目录树依次选择Analysis Settings＞Analysis Data Management＞Save MAPDL db为Yes，在本地工作站保存db文件，如下图所示。

采用文本编辑器编写dat文件内容如下：

将保存的db文件及相应的dat文件拷贝到高性能服务器路径下，在高性能服务器上进行并行求解。求解完成后，将结果文件file.rst下载到本地工作站进行结果读取，操作步骤与方法一类似。一般推荐采用方法二的方式，采用方法二的优势在于只是有限元求解在高性能系统上完成；而方法一的方式，前处理和求解都在高性能系统上完成，因此有可能出现在高性能系统上进行前处理过程出现报错的情况，从而影响整个计算进程。

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