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LS-dyna
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'''LS-dyna'''是一款先进的通用有限元 [[ 程序 ]] ,是显式动力学软件的鼻祖和理论先导,能够模拟真实世界中的复杂问题,被广泛应用于汽车、航空航天、船舶、土木工程<ref>[https://gkcx.eol.cn/special/178?fromcoop=sougou&sort=1 土木工程],中国教育在线</ref>、电子、制造和生物<ref>[https://www.sohu.com/a/316975402_184797 大学专业生物科学专业学什么? ],搜狐,2019-05-28</ref>工程等行业。在Linux、Windows和Unix操作系统的台式机或集群 [[ 服务器 ]] 上,LS-DYNA的分布式和共享内存式求解器,可在很短时间内完成每次作业。LS-DYNA程序系列,最初是1976年开发完成的,后经1979、1981、1982、1986、1987、1988年版的功能扩充和改进,成为国际著名的非线性动力分析软件,在结构 [[ 设计 ]] 、弹道设计、材料研制等方面得到了广泛的应用。
==基本介绍==
LS-DYNA程序(最新版本17.2版)是功能齐全的几何非线性(大位移、大转动和大应变)、材料非线性(140多种材料动态模型)和接触非线性(50多种)程序。它以Lagrange算法为主,兼有ALE和Euler算法;以显式求解为主,兼有隐式求解功能;以结构分析为主,兼有热分析、流体-结构耦合功能;以非线性动力分析为主,兼有静力 [[ 分析 ]] 功能(如动力分析前的预应力 [[ 计算 ]] 和薄板冲压成型后的回弹计算);军用和民用相结合的通用结构分析非线性有限元程序,是显式动力学程序的鼻祖和先驱。
==特色功能==
1.分析能力
·非线性 [[ 动力学 ]] 分析
·多刚体动力学分析
任意拉格朗日-欧拉(ALE)
不可压缩流体CFD分析
·实时声场分析
· [[ 设计 ]] 优化
·隐式回弹
·塑料
· [[ 玻璃]]
·泡沫
·蜂窝材料
· [[ 复合材料]]
·混凝土和土壤
·加速计
· [[ 气囊]]
·混合III型假人模型
·节点载荷、压力载荷、体力载荷、热载荷、重力载荷;
·循环约束、对称约束(带失效)、无 [[ 反射 ]] 边界;
·给定节点运动(速度、加速度或位移)、节点约束;
7.自适应网格剖分功能
自动剖分网格 [[ 技术 ]] 通常用于薄板冲压变形模拟、薄壁结构受压屈曲、三维锻压问题等大变形情况,使弯曲变形严重的区域皱纹更加清晰准确。
对于三维锻压问题,LS-DYNA主要有两种方法:自适应网格剖分和任意拉格朗日-欧拉网格(ALE)网格进行Rezoning,三维自适应网格剖分采用的是四面体单元。
8.ALE和Euler列式
ALE列式和Euler列式可以克服单元严重畸变引起的数值 [[ 计算 ]] 困难,并实现流体-固体耦合的动态分析。在LS-DYNA程序中ALE和Euler列式有以下功能:
·多物质的Euler单元,可达20种材料;
9.SPH算法
SPH(Smoothed Particle Hydrodynamics)光顺质点流体动力算法是一种无网格Lagrange算法,最早用于模拟 [[ 天体物理 ]] 问题,后来发现解决其它物理问题也是非常有用的工具,如连续体结构的解体、碎裂、固体的层裂、脆性断裂等。SPH算法可以解决许多常用算法解决不了的问题,是一种非常简单方便的解决动力学问题的研究方法。由于它是无网格的,它可以用于研究很大的不规则结构。
SPH算法适用于超高速碰撞、靶板贯穿等过程的计算模拟。
11.隐式求解
用于非线性结构静动力 [[ 分析 ]] ,包括结构固有频率和振型计算。LS-DYNA中可以交替使用隐式求解和显式求解,进行薄板冲压成型的回弹计算、结构动力分析之前施加预应力等。
12.热分析
热传导单元:8节点六面体单元(3D),4节点四边形单元(2D);
材料类型:各向同性、正交异性热传导材料,可以与 [[ 温度 ]] 相关,以及各向同性热传导材料的相变;
边界条件:给定热流flux边界,对流convection边界,辐射radiation边界,以及给定温度边界,它们可随时间变化;给定初始温度,可计算二个物体接触界面的热传导和热辐射,给定 [[ 材料 ]] 内部热生成(给定热源);
热分析采用隐式求解方法,过程控制有:
·稳态分析还是瞬态分析;
·线性 [[ 问题 ]] 还是非线性问题;
·时间积分法:Crank-Nicholson法(a=0.5)和向后差分法(a=1);
13.不可压缩流场分析
LS-DYNA不可压缩流求解器是960版新增加的 [[ 功能 ]] ,用于模拟分析瞬态、不可压、粘性流体动力学现象。求解器中采用了超级计算机的算法结构,在确保有限元算法优点的同时计算性能得到大幅度提高,从而在广泛的流体力学领域具有很强的适用性。
14.多功能控制选项
·用户自定义子程序;
·二维 [[ 问题 ]] 可以人工控制交互式或自动重分网格(REZONE);
·重启动;
·开关控制-可监视计算过程的状态;
·对32位 [[ 计算机 ]] 可进行双精度分析。
15.前后处理功能
LS-DYNA利用ANSYS、LS-INGRID、ETA/FEMB及LS-POST强大的前后处理模块,具有多种自动网格划分选择,并可与大多数的CAD/CAE软件集成并有接口。
后处理:结果的 [[ 彩色 ]] 等值线显示、梯度显示、矢量显示、等值面、粒子流迹显示、立体切片、透明及半透明显示;变形显示及各种动画显示;图形的PS、TIFF及HPGL格式输出与转换等。
16.支持的硬件平台
LS-DYNA 960版的SMP版本和MPP版本是同时发行的。MPP版本使一项任务可同时在多台分布计算机上进行 [[ 计算 ]] ,从而最大限度地利用已有计算设备,大幅度减少计算时间。计算效率随计算机数目增多而显著提高。
LS-DYNA 960版的SMP版本和MPP版本可以在PC机(NT、LINUX环境)、UNIX工作站、 [[ 超级计算机 ]] 上运行。
==参考文献==
[[Category:300 科學類]]