Ansys LS-DYNA计算差异揭秘-SMP vs MPP结果对比

在ANSYS LS-DYNA中,偶尔有用户在仿真分析时,同时使用SMP、MPP求解器对同一模型进行计算,而计算出现明显的差异。本文提出一个适用方法,供大家参考。


1、模型建立

模型如图-1所示,底板是厚度为0.5mm的薄钢板,其四周节点采用SPC全约束。球状冲击器同样采用钢制,材料模型为刚性,冲击速度为15000mm/s。接触采用*CONTACT_AUTOMATIC_SURFACE_TO_SURFACE.

ANSYS LS-DYNA常见问题:同一模型使用SMP和MPP计算时结果差异问题


图-1 模型


2、问题说明

使用SMP、MPP的计算结果图-2所示,其应力值在同一时间出现差异,并且其更大值SMP为80MPa,而MPP为360MPa,两者相差300%。

ANSYS LS-DYNA常见问题:同一模型使用SMP和MPP计算时结果差异问题


图-2 MPP和SMP计算结果(等效应力云图)

ANSYS LS-DYNA常见问题:同一模型使用SMP和MPP计算时结果差异问题


图-3 MPP和SMP能量平衡图

如图-3所示,SMP的能量平衡图是正常的,而MPP的能量平衡图出现异常,总能量异常上升,滑移能出现负值。


3、解决方法

出现此种现象,是MPP在分解模型到各个CPU计算后,数据再重新合成,导致数值出现较大差异。


解决方法如下:

步骤1:把整个模型建立*PART_SET,如图-4所示。

ANSYS LS-DYNA常见问题:同一模型使用SMP和MPP计算时结果差异问题

图-4 零件集

步骤2:调用*CONTROL_MPP_DECOMPOSITION_ARRANGE_PARTS。ID选择步骤1建的零件集,在TYPE选项中选用1,即Part Set ID to be distributed to all processors。如图-5所示。

ANSYS LS-DYNA常见问题:同一模型使用SMP和MPP计算时结果差异问题

图-5 *CONTROL_MPP_DECOMPOSITION_ARRANGE_PARTS

步骤3:在接触卡片中设置SOFT=2,如图-6所示。

ANSYS LS-DYNA常见问题:同一模型使用SMP和MPP计算时结果差异问题

图-6 接触卡片


4、结果对比

添加如上关键字后,分别提交SMP和MPP计算,其应力云图和能量平衡图如7-8所示。

ANSYS LS-DYNA常见问题:同一模型使用SMP和MPP计算时结果差异问题

图-7 MPP和SMP应力云图

ANSYS LS-DYNA常见问题:同一模型使用SMP和MPP计算时结果差异问题

图-8 SMP和MPP能量平衡图



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