ANSYS求解器类型全面解析

ANSYS对于结构有限元计算提供了四种求解器，但是ANSYS Workbench环境的结构计算模块仅直接支持两种。如图5-1给出了经典环境的求解器控制面板。

图1 经典环境求解器控制面板

图2 WB环境求解器控制面板

如图2给出了ANSYS WB环境的结构模块求解器控制面板，WB环境仅支持两种求解器，即直接求解器和迭代求解器。下面详细介绍每一种求解器的使用方法和环境。

1.稀疏阵直接解法求解器（SPAR）

稀疏矩阵直接解法采用直接消元法而不是进行迭代求解。其可以支持实矩阵与复矩阵、对称与非对称矩阵、拉格朗日乘子。其支持各类分析，病态矩阵也不会造成求解的困难。稀疏矩阵求解器由于需要存储分解后的矩阵因此对于内存要求较高。其具有一定的并行性，可以利用到4-8个CPU。其具有3种求解方式：核内求解，最优核外求解，最小核外求解。强烈推荐使用核内求解，此时基本不需要磁盘的输入与输出，能大幅度提高求解速度；而核外求解会受到磁盘输入/输出速度的影响。对于复矩阵或非对称矩阵一般需要通常求解2倍的内存与计算时间。相关命令：

bcsoption,,incoere运行核内计算

bcsoption,,optimal最优核外求解

bcsoption,,minimal最小核外求解（非正式选项）

bcsoption,,force,memrory_size指定ANSYS使用内存大小

/config,nproce,CPU_number指定使用cpu的数目

如图3给出了WB环境结构模块的直接求解器设置方法面板，将Solver Type设置为Direct，则激活了直接法，这种方法是在计算机硬件条件满足计算要求时的首选方法。

图3 WB环境结构模块的直接求解器设置方法

2.雅可比共轭梯度法求解器（JCG）

雅可比共轭梯度法求解器也是从单元矩阵公式出发，最适合于包含大型的稀疏矩阵三维标量场的分析，如三维磁场分析。有些场合，1.0E-8的公差默认值（通过命令EQSLV，JCG设置）可能太严格，会增加不必要的运算时间，大多数场合1.0E-5的值就可满足要求。雅可比共轭梯度法求解器只适用于静态分析、完全法谐响应计算或全瞬态分析。该求解器WB环境不直接支持，需要插入以下命令：EQSLV,JCG !雅可比共轭梯度求解器此外，该求解器有一个附加求解精度控制选项，也使用命令进行控制：EQSLV,JCG,value其中：value为求解精度控制选项，默认为1e-5。

3.预条件共轭梯度法求解器（PCG）

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