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abaqus软件分析指南377:线性扰动步长的数字减影算法-博天堂登陆

来源: | 作者:thinks | 发布时间: 2024-05-23 | 9 次浏览 | 分享到:

线性扰动步长的数字减影算法

扰动响应的灵敏度可以在线性扰动步骤中计算(参见一般和扰动过程)。扰动响应将包括在基础状态下的应力和负载刚化的影响,如果考虑几何非线性。由于我们需要计算增量(扰动)响应的灵敏度,因此必须在基本步骤结束时知道应力和负载硬化效应的灵敏度。 因此,如果在基本步骤中考虑几何非线性,dsa也必须在基本步骤中处于激活状态,无论配方类型(总或增量)如何。

 

设计参数摄动尺寸的确定

半解析技术的基础是使用数值差分来获得某些元素向量和矩阵的导数(见关于设计灵敏度分析。除非您直接指定,否则abaqus/design将自动确定半分析技术中要使用的适当扰动大小。abaqus/design使用基于与元素关联的标量行为的启发式扰动大小调整算法来确定扰动大小。默认情况下,扰动大小调整算法仅应用于dsa处于活动状态的每个步骤中的第一个增量(静态过程)或第一个模式(频率过程)。然后,在dsa计算的步骤中,将扰动大小重复用于剩余的增量或模式。

 

该算法的目标是找到最适合数值差分的扰动大小。差分公式是基于泰勒级数展开,和被计算的衍生物的近似阶反映在被忽略的系列中的条款。近似导数的精度往往强烈地依赖于差分公式中使用的扰动的大小。选择太大的扰动大小将导致截断误差,当近似的阶数不再有效时(即截断泰勒级数中的高阶项的结果)会发生这种误差。太小的扰动大小将由于舍入而导致差分运算中的不准确性,通常称为抵消误差。

 

该算法试图找到扰动的大小,使取消和截断误差之间的最佳妥协,通过观察的行为s。对于跨越几个数量级的扰动大小计算每个设计参数s。连续扰动大小之间的误差以s计算为e;=s;=硅/硅产生可接受误差的扰动大小e被选为最佳扰动大小。

 

该标量的选择如下所示

l静态程序。对于静态步长s被选择为单元伪载荷(单元残差相对于设计参数的偏导数)的范数。

l频率程序。对于频率步长s是根据元素对矩阵的贡献计算的,其中涉及质量和刚度矩阵的导数(即,这里k^是刚度,m^m)为质量,h为设计参数,x为特征值)。标量s被取为这个的投影。matrix onto an eigenvector ó~. if the perturbation sizing algorithm is applied to a mode with a distinct将特征值6^作为与该模式相关联的特征向量。但是,如果一个式恰好是与重复的特征值相关联,0“被取为与重复特征值相关联的所有特征向量之和。因此,与重复特征值相关的整个模式集将被扰动大小算法同时处理(重复特征值的特征值灵敏度是从同一个简化特征值系统同时获得的)。

有关选择s的进一步详细信息,请参见关于设计灵敏度分析。

 

控制数值差分行为

您可以控制数值差分运算的各个方面。这些方面将在以下各节中详细介绍。您可以为整个模型和/或单个步骤指定dsa控件。为整个模型指定这些控件的效果是为各种设置创建新的默认值。为各个步骤指定这些控件时,将强制执行以下传播规则

l一旦在非扰动步骤中指定了dsa控制,它们在所有后续的非扰动步骤中仍然有效,除非它们被重新指定或重置。

l一旦在扰动步骤中指定了dsa控制,它们对所有后续的扰动步骤都有效,除非它们被重新指定或重置。

 

重置 dsa 控件

您只能为各个步骤重置dsa控件。如果为整个模型指定了dsa控件,则在特定步骤中重置它们将把数值差分行为重置为为整个模型指定的行为;否则,该行为将重置为原始默认值。指定的任何其他更改将在行为重置后应用。

输入文件用法

使用以下选项重置特定步骤的dsa控件

*dsa控制,复位

更改启发式扰动大小调整算法的默认值

下面两个部分描述了如何从计算效率和精度的目的与扰动大小算法相关联的某些参数可以改变他们的默认值。

 

更改默认公差

默认情况下,公差e设置为1.0x104。对于未达到此公差的元素,警告消息将写入消息文件。这些元素被收集在元素集中,可以在abaqus/cae的可视化模块中查看。重要的是要理解,这种容差控制着获得最佳扰动大小所花费的努力;它不是数值分化准确性的直接测量。

输入文件用法

使用以下选项覆盖默认公差

*dsa控制,公差=公差

 

更改使用扰动大小调整算法的频率使用启发式算法确定扰动大小是计算密集型的。您可以指定重新计算扰动大小的频率。例如,指定n的调整频率将导致abaqus/design以每n个增量或本征模确定新的扰动尺寸。 在dsa处于活动状态的每个步骤中,扰动大小将始终在第一个增量或本征模处重新计算,这相当于指定调整频率为0。由于扰动上浆算法是计算密集型的,应注意行使,以确保上浆频率尽可能大(或零)。

 

如上所述,扰动调整算法同时应用于与重复特征值相关联的所有模式。因此,与基于尺寸频率的重复特征值相关联的模式的实际数量是无关的,只要它至少是一个。

输入文件用法

使用以下选项指定重新计算扰动大小的频率

*dsa控制,调整频率=频率

 

重写默认启发式扰动大小调整算法

如果对于特定设计参数已经知道适当的扰动大小(例如,来自之前对类似问题的分析),则可以通过直接应用该扰动大小而不是让abaqus/design自动找到扰动大小来获得经济性。1您可以直接指定正向差分或中心差分以及每个设计参数的绝对扰动大小。如果您覆盖默认算法,则由您来选择将导致精确灵敏度的扰动大小。

 

输入文件用法

使用以下选项覆盖给定设计参数的默认启发式扰动大小调整算法

每日生活津贴控制

设计参数,fd(正向差分)或cd(中心差分),绝对扰动大小

例如,要指定绝对扰动大小0.001和设计参数despar的前向差分,请使用以下输入

“数字减影血管造影控制器,fd,0.001

为要重写其默认方案的每个设计参数指定此数据行。

 

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此文档为达索官方英文文档翻译,尽管我们已经尽力确保准确性,但在翻译过程中可能会有一些错误或细微差别。如果想要了解官方原版,可联系客服进行索取。

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