ADINA有限元软件简介
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第1章 ADINA软件数据接口和应用实例1.1 ADINA软件简介ADINA出现于1975,在K. J. Bathe博士的带领下,其研究小组共同开发出ADINA有限元分析软件。
ADINA的含义是Automatic Dynamic Incremental Nonlinear Analysis的首字母缩写,这表达了软件开发者的基本目标,即ADINA除了求解线性问题外,还具备分析非线性问题的强大功能,即求解结构以及涉及结构场之外的多场耦合问题。
到84年以前,ADINA是全球最流行的有限元分析程序,一方面由于其强大功能,被工程界、科学研究、教育等众多用户广泛应用;80年代到ADINA84版其源代码是完全公开的Public Domain Code,后来出现的很多知名商业有限元大量采用ADINA的早期源代码。
1986年,K. J. Bathe博士在美国马萨诸塞州Watertown成立ADINA R&D公司,开始其商业化发展的历程。
ADINA公司发展的目标是使其产品ADINA-大型商业有限元求解软件,专注求解结构、流体、流体与结构耦合等复杂非线性问题,并力求程序的求解能力、可靠性、求解效率全球领先。
一直以来,ADINA在计算理论和求解问题的广泛性方面处于全球领先的地位,尤其针对结构非线性、流体、流/固耦合等复杂问题具有强大优势,被业内人士认为是非线性有限元发展方向的代表。
经过近30年的开发,ADINA已经成为全球最重要的有限元求解软件,被广泛应用于各个行业的工程仿真分析,包括机械制造、材料加工、航空航天、汽车、土木建筑、电子电器、国防军工、船舶、铁道、石化、能源、科学研究及大专院校等各个领域。
ADINA系统主要包括以下模块:ADINA-AUI:用户前后处理界面ADINA:结构分析模块ADINA-F:计算流体动力学分析模块(CFD)ADINA-FSI:(Fluid Structure Interaction)流体结构耦合分析模块ADINA-T:温度,场问题求解模块ADINA-TMC:热、机械耦合求解模块ADINA-TRANSOR:与I-DEAS, PATRAN, PRO/E, AutoCAD等软件的专用数据接口。
ADINA目录简介特点编辑本段简介ADINA R & D, Inc. 公司简介ADINA R & D, Inc. 由K. J. Bathe 博士及其合伙人创建于1986 年,公司的唯一宗旨就是开发用于固体、结构、流体以及结构相互作用的流体流动分析的ADINA 系统。
ADINA 系统纵览ADINA 系统是一个单机系统的程序,用于进行固体、结构、流体以及结构相互作用的流体流动的复杂有限元分析。
借助ADINA 系统,用户无需使用一套有限元程序进行线性动态与静态的结构分析,而用另外的程序进行非线性结构分析,再用其他基于流量的有限元程序进行流体流动分析。
此外,ADINA 系统还是最主要的、用于结构相互作用的流体流动的完全耦合分析程序(多物理场)。
ADINA 系统由以下模块组成:ADINA-AUI ADINA 用户界面程序为所有ADINA 子程序提供了完整的预处理和后处理功能,它为建模和后处理的所有任务提供了一个完全交互式的图形用户界面。
编辑本段特点主要特点:•模型的几何图形可直接创建,或者从多种CAD 系统中引入,包括:从Pro/ENGINEER 和基于Parasolid 系统CAD 引入的固体模型(如:Unigraphics 和SolidWorks );•物理特性、载荷和边界条件可直接分配到模型的几何图形上,因此有限元网格得到修改,不受模型清晰度的影响;•普通的几何图形上可使用全自动网格生成,它可灵活控制单元大小分布,而映射网格划分可用于更简单的几何图形;•在模型创建期间,对话文件(Session )会记录下用户的输入和选取值。
通过播放对话文件可以重新创建一个完整的模型,同时还可以修改对话文件创建一个不同的模型;ADINA 还具有以下多个易于使用的特点:•完全交互式的图形界面,具有下拉菜单和对话框,可选取选项和输入数值;•快捷图标可进入常用的任务;•制图窗口具有复制和粘贴特点;•程序内可直接创建AVI 视频;•图形以矢量和位图形式输出;•具有撤销和重做特点,撤销的数量可由用户定制;•模型可进行动态旋转、缩放和快速平移;•对于经常重复的任务支持命令文件输入;在后处理过程中,包括大量的结果可视化工具:•变形和原始的网格图;•带状图和轮廓图;•矢量图和张量图;•在图表上标示变量;•在屏幕上或者以文件形式详细罗列变量值;•对输出变量产生的合成变量进行解释;ADINA-M ADINA-M 是ADINA-AUI 程序的一个附件,提供了立体建模的功能,通过ADINA-M 可在ADINA-AUI 程序中直接创建立体的几何图形。
第二章 ADINA功能简介一、ADINA用户界面ADINA是一个全集成有限元分析系统,所有分析模块使用统一的前后处理用户界面ADINA User Interface (AUI),易学易用,采用友好Windows图标风格创建几何模型,实现所有建模和前后处理功能。
其命令流文件Jobname.in自动记录跟踪用户的所有输入数据,用户可以根据需要随意查看、编辑Jobname.in文件达到重建或修改整个模型的目的。
ADINA-AUI的主要特点是:采用Parasolid为核心的实体建模技术,这是许多大型CAD 软件采用地一种几何建模技术,因此可以方便地创建各种复杂的几何模型。
同时,ADINA 提供各种几何数据接口,可以与当前的各种主流CAD软件实行无缝集成(如Unigraphics,SolidWork、SolidEdge、Pro/ENGINEER、I-DEAS、AutoCAD等等),直接利用CAD软件生成的几何模型进行有限元分析计算。
ADINA提供了多种网格划分工具,能对复杂模型进行全自动六面体网格划分,单元大小易于调整。
另外ADINA不但可以与CAD软件实现无缝连接,而且还可以与Nastran等软件交换有限元模型数据。
1 前处理功能:•Windows图标风格•用户可以根据需要添加和减少图标,任意组织界面•可对常用功能操作自定义快捷键•具有Undo和Redo功能•模型动态旋转、缩放和平移•快速方便的布尔运算,快速建立复杂模型•各种加载方式,载荷可以随时间和空间位置而变化•多种网格划分功能,可对复杂模型进行自动六面体网格划分2 后处理功能:•支持各种结果变量可视化处理方法,具有网格变形图、彩色云图、等值线图、矢量图、曲线图及其它实用绘图功能•同一窗口可以显示不同的结果图形•可对模型图进行隐藏、透明显示•屏幕或文件变量数据列表•方便的绘制出模型的任意点任一计算结果参量随时间或其他参量的变化曲线,例如应力-应变曲线、位移-时间曲线、应力-时间曲线等等•可以进行变量运算,从输出变量中定义导出变量•可以对相对结果进行图形显示(如最终时刻相对于t1时刻的变形情况-相对位移,常用于含地应力问题的变形结果处理。
第一章ADINA系统简介1.1 ADINA系统概述ADINA系统基于有限元方法,适用于求解结构、温度和流体等多领域工程问题和进行科学研究。
ADINA系统主要包括下列六个模块:・用户界面ADINA-AUI(ADINA User Interface)・结构分析求解器ADINA・传热分析求解器ADINA-T・计算流体动力学(CFD)求解器ADINA-F・流体-结构耦合分析求解器ADINA-FSI・热-机械耦合分析求解器ADINA-TMC各种问题的工程分析过程基本类似,其基本步骤是:(1)使用前处理系统ADINA-AUI定义有限元模型;(2)应用A DINA,ADINA-T,ADINA-F,ADINA-FSI,ADINA-TMC 或这些求解器的组合来对模型实施数值计算;(3)最后用ADINA-AUI 进行计算结果的列表、绘图显示等后处理。
实际上用户根本无需直接提供输入数据到ADINA,ADINA-T,ADINA-F,ADINA-FSI 或ADINA-TMC 求解器中,而是借助于ADINA-AUI 来生成这些计算系统所需要的输入数据信息。
另外,也无须直接在ADINA,ADINA-T,ADINA-F,ADINA-FSI 或ADINA-TMC 中查看输出结果,而是使用ADINA-AUI 来完成模型计算结果观察、检验和打印。
在有限元分析中,用户必须完整地描述所给定的模型,这些描述信息包括模型的几何模型、材料特性、边界条件和载荷等。
此外,还需要将模型划分成单元并定义节点。
这些任务都在ADINA-AUI 环境中完成。
建造模型的过程中,ADINA-AUI 提供了实时模型加载显示功能。
根据要计算的问题类型,ADINA-AUI 创建包括有限元模型定义的数据文件,这些文件根据求解问题的类型,分别用于求解器ADINA,ADINA-T,ADINA-F,ADINA-FSI 或ADINA-TMC。
问题的求解在后台运行。
系统运行后产生的结果文件“porthole”中包含模型定义和模型结果。
基于ADINA的整流装置对流场的有限元分析整流装置是指在流体中引入局部浓度梯度,从而改变流动方向和速度分布的装置,该装置通常是用来改变气体或液体的流动方式,使其流向更加均匀,实现物质分离或降解等目的。
而在整流装置中,对流场的数值模拟分析是非常关键的一步,可以通过有限元分析(FEA)来进行。
ADINA是一款强大且广泛应用于工程领域的有限元软件,它可以用于结构、热力学、流体力学等多个领域的分析。
在整流装置对流场的有限元分析中,ADINA可以帮助我们模拟出整流装置对流场的影响,并优化整流装置的设计方案。
在整流装置对流场的有限元分析中,首先需要进行网格划分,将整个流场分成若干个小单元。
然后,需要定义模型参数,例如流体的密度、黏度、速度等等。
在ADINA中,可以通过设置初始条件和边界条件等关键参数,来确定整流装置的特性以及求解流场。
接下来,我们可以根据具体情况选择在整流装置的不同位置设置进、出口边界条件。
然后,通过ADINA的求解器可以求解流场中的速度、压力、温度等变量的分布情况,并得到整流装置的效果评估,以及优化设计方案。
在整流装置的有限元分析中,需要注意的是,由于整流装置的结构特殊,不同的设计方案均会引起流场的变化,因此需要进行多次模拟分析,并根据分析结果来调整优化设计方案。
总之,整流装置对于气体或液体的流动方式起到至关重要的作用,而对流场的有限元分析可以通过ADINA等软件来实现。
整流装置的优化设计方案可通过多次模拟分析来得出,为实现物质分离、降解等目的提供重要的参考依据。
在对一个问题或一个系统进行分析时,采集、整理和解读数据是非常重要的环节。
以下是一些可能涉及的相关数据与分析。
1. 人口数据:包括人口数量、人口密度、人口增长率、平均寿命等。
通过这些数据可以进行针对性的规划和决策,例如城市规划、医疗卫生政策等。
2. 经济数据:包括国内生产总值(GDP)、人均收入、失业率、通货膨胀率等。
这些数据可以帮助政府和企业评估经济发展状况,并提供有关如何改善就业、降低通货膨胀、增加经济活力等方面的建议。
模块简介AUI:前后处理模块Structure:结构分析模块CFD:计算流体动力学(CFD)求解模块Thermal:热分析模块FSI:流体/结构耦合分析模块(包括热)TMC:热/结构耦合分析模块EM:电磁/耦合分析模块ADINA-M:Parasolid建模模块Transor for Femap(数据接口)Transor for I-DeasTransor for PatranAUI:前后处理模块基于Parasolid 建模内核Parasolid几何接口有限元Nastran 文件接口IGES通用几何传输STL通用几何传输点集数据读入自动网格划分加载和边界条件模型列表结果列表等值线显示向量显示流场粒子流显示动画生成CFD:计算流体动力学求解模块稳态/瞬态层流/湍流有限元/控制体积(Lagrange/Euler/ALE物质与参考构形关系)牛顿/非牛顿流体不可压缩流动微可压缩流动低速可压缩流动高速可压缩流动各种湍流模型自然/强迫对流共轭传热/传质气/液相变、气蚀自动无量纲化CFL自动求解控制重启动,结果映射多种边界条件单元生死网格自动重划分FSI:流体/结构耦合分析模块需要Structure和CFD模块势流体与结构耦合求解不可压缩流体/微压缩流体/低速可压缩流体/高速可压缩流体与结构耦合求解?各种流体与多孔介质材料的耦合求解流体网格与结构网格独立输出格式Bmp, Jpeg...用户自定义图标在线帮助文档宏语言二次开发资源库Structure:结构分析模块结构线性:静力隐式瞬态算法显式瞬态算法频域求解模态叠加材料非线性:大变形/大应变/大转动静力隐式瞬态算法显式瞬态算法接触(包括考虑接触的模态分析)断裂力学(裂纹扩展、考虑动力学、温度效应、用户自定义单元、材料模式、断裂力学判据和裂纹扩展规律...)复合材料(每层可以为不同的非线性材料、多种复合材料失效准则)多孔介质材料本构功能最强大的求解流体耦合问题的商业软件Thermal:热分析模块(稳态/瞬态)热传导/对流/辐射相变流体介质中的辐射(几何示踪理论)焦耳热单元生死自动时间步长控制用户自定义热属性TMC:热/结构耦合分析模块热应力塑性功热转化/摩擦生热热电耦合压电分析EM:电磁/耦合分析模块静态电磁场周期变化的电磁场瞬态电磁场电磁场与流体耦合电磁场、固体、热、流场耦合(待完善)Transor:与CAD/CAE软件的专用接口如Femap,I-Deas, Patran,Ensight...数据接口/格式ADINA提供众多与CAD、CAE软件/格式的数据传递接口,这些接口可以完成几何模型、有限元模型的直接转换,有些系统甚至与ADINA直接集成,作为ADINA的前后处理使用。
ADINA在工程力学课程教学中的应用ADINA是一款功能强大的有限元分析软件,广泛应用于工程力学课程的教学中。
它可以模拟和分析各种力学问题,帮助学生更好地理解和应用力学知识。
在课堂教学中,ADINA可以用来进行静力学分析。
通过输入材料的力学参数、结构的几何形状和边界条件等信息,ADINA可以计算出结构的应力、应变分布,评估结构的强度和稳定性。
这对于学生来说非常重要,因为他们可以通过自己的计算和分析,理解结构的受力情况,并根据结果进行设计和优化。
ADINA还可以用来进行动力学分析。
在这种分析中,ADINA可以模拟结构在动力荷载作用下的振动特性,如自由振动、强迫振动和阻尼振动等。
通过分析结构的动态响应,学生可以了解结构对外界荷载的响应机制,以及如何避免或减少结构的共振问题。
ADINA还可以进行模态分析,确定结构的固有频率和振型,对于设计高性能的结构非常有帮助。
ADINA还可以模拟和分析热力学问题。
学生可以使用ADINA计算结构的温度分布、热应力和热变形等。
这对于设计和优化材料和结构的热稳定性和可靠性非常有帮助。
ADINA 还可以进行流体力学分析,模拟气体和液体在结构中的流动和传热过程。
这对于研究流体力学现象和优化结构的流体性能非常有益。
ADINA还具有优秀的后处理功能。
学生可以使用ADINA将分析结果以可视化的方式呈现出来,如应力云图、位移图、振动模态图等。
这样,学生可以更好地理解分析结果,并进行系统的数据处理和对比分析。
ADINA还可以输出各种图表和报告,方便学生进行报告和展示。
ADINA在工程力学课程教学中的应用非常广泛。
它可以模拟和分析各种力学问题,帮助学生更好地理解和应用力学知识。
通过ADINA的使用,学生可以直观地了解结构的受力和振动特性,并进行设计和优化。
ADINA是工程力学教学中不可或缺的重要工具。
附:
ADINA软件简介
ADINA软件自1975年发行第一个版本至今近40年历史,ADINA公司总部位于美国马萨诸塞州,软件开发工作由麻省理工学院K.J.Bathe博士主持。
K.J.Bathe博士是有限元领域的理论和教育大师,很多专著为世人熟知,ADINA软件也以坚实的理论基础、创新的计算方法和广泛的求解能力正在每天被应用于世界各地。
2003年ADINA商业版软件正式进入到国内,其高端CAE的产品特性获得了广泛的用户。
目前已经有超过150所国内知名高校购买过ADINA永久版授权,在一些应用情况好的高校有4、5个院系先后多次购买ADINA作为科研和教学的力学软件,同时,企业用户也已经遍航天科技集团、航空第一、二集团、兵器工业集团、中国科学院、国家地震局、水利部、交通部、铁道部、国家电力公司、国家核电公司、中船重工集团公司等等。
K.J.Bathe博士本身就是M.I.T.教授,他深知教育在CAE发展中的重要作用,为了更广泛地让中国CAE高端人士通过正规渠道认识和了解ADINA,决定自2011年10月推出“高校教育特别支持活动”,为期1年,相信这是您接近ADINA的一次非常难得的机遇。
关于ADINA软件具体技术特性和应用实例,请浏览:。
ADINA中国代表处2011年10月。
聚合物加工计算机模拟发展概况(参考资料)摘要:介绍了聚合物加工计算机模拟的发展状况,以及在注塑加工和挤出、混炼加工的应用进展,和常用的有限元分析软件,ADINA,POLYFLOW等,总结了聚合物加工计算机模拟的发展趋势。
关键词:聚合物加工;计算机模拟;有限元分析前言聚合物加工中的计算机辅助工程(CAE),即用计算机对聚合物的加工过程进行数值模拟,研究加工条件的变化规律,预测制品的结构与性能,是近年来聚合物加工科学中发展很快的前沿研究领域[]1。
近年来,计算机以其快速、准确、易于实现等特点而被越来越广泛地运用于社会各领域中。
计算机模拟技术作为一门新兴学科在聚合物成型中的应用也越来越受到重视。
利用计算机模拟技术模拟聚合物的加工过程,可以使设计者全面直观地了解成型过程中聚合物的多种性状,以提出合理的改进设计方案。
它不仅可以降低模具设计、制造成本,而且能大大节省工程设计人员的时间,提高设计工作效率及质量。
可以说聚合物加工过程的计算机模拟技术代表着未来聚合物加工发展的方向[]2。
1.计算机模拟软件的开发概况聚合物加工成型计算机模拟常采用有限元和离散元法。
有限元分析(FEA)是对于结构力学分析迅速发展起来的一种现代计算方法。
它是50年代首先在连续体力学领域—飞机结构静、动态特性分析中应用的一种有效的数值分析方法,随后很快广泛的应用于求解热传导、电磁场、流体力学等问题,有限元方法已经应用于水工、土建、桥梁、机械、电机、冶金、造船、飞机、导弹、宇航、核能、地震、物探、气象、渗流、水声、力学、物理学等,几乎所有的科学研究和工程技术领域。
基于有限元分析(FEA)算法编制的软件,即所谓的有限元分析软件。
通常,根据软件的适用范围,可以将之区分为专业有限元软件和大型通用有限元软件。
实际上,经过了几十年的发展和完善,各种专用的和通用的有限元软件已经使有限元方法转化为社会生产力。
有限元分析软件目前最流行的有:ANSYS、ADINA、ABAQUS、MSC四个比较知名比较大的公司。
ADINA在工程力学课程教学中的应用1. 引言1.1 ADINA在工程力学课程教学中的应用ADINA在工程力学课程教学中的应用是一种全面、灵活且高效的教学工具。
通过ADINA软件,学生可以深入理解工程力学相关理论知识,并将其运用到实际工程问题中进行分析和解决。
ADINA在工程力学理论教学中的应用涵盖了结构力学、固体力学、流体力学等多个领域,为学生提供了丰富的学习资源和实践机会。
在工程力学实验教学中,ADINA软件提供了虚拟实验场景,使学生能够在模拟环境下进行实验操作,减少了实际实验所需的时间和成本,并减少了实验中可能出现的安全风险。
学生可以通过ADINA软件模拟不同条件下的工程实验,快速获得实验结果,加深对实验原理和现象的理解。
ADINA的学生实践能力培养作用不可忽视。
学生通过使用ADINA 软件,可以锻炼自己的分析、解决问题的能力,培养工程实践技能和创新意识。
ADINA在工程力学课程教学中的应用不仅提升了学生的学习效果,也促进了学生的综合素质的提升。
2. 正文2.1 ADINA的介绍ADINA是一款强大的有限元分析软件,广泛应用于工程力学领域。
它具有强大的建模和分析功能,能够准确模拟各种工程结构的力学行为。
ADINA的用户界面友好,操作简单,适合工程力学课程的教学使用。
ADINA具有多种分析功能,包括线性和非线性分析、静力学和动力学分析、热力学和流体力学分析等。
它还支持多种材料模型和接触分析,可以应用于不同类型的工程问题求解。
ADINA的分析结果准确可靠,对于工程力学理论的教学具有重要意义。
在工程力学课程中,教师可以利用ADINA来演示各种力学问题的求解过程,让学生更直观地理解理论知识。
学生也可以通过ADINA进行模拟实验,探索不同参数对结构的影响,提高实践能力和分析能力。
ADINA在工程力学课程的教学中发挥着重要作用,帮助学生深入理解理论知识并提升解决问题的能力。
2.2 ADINA在工程力学理论教学中的应用1.建立理论模型:ADINA可以帮助学生建立工程力学理论模型,并实现力学方程的数值求解。
几款地质仿真软件的简介本文将对ANSYS、ADINA、ABAQUS、MSC、FEPG、Femlab(Comsol)、Flac、PETREL进行简短的介绍。
有限元分析是对于结构力学分析迅速发展起来的一种现代计算方法。
有限元分析软件目前流行的有:ANSYS、ADINA、ABAQUS、Femlab(Comsol)、MSC、FEPG等。
ANSYS软件在致力于线性分析的用户中具有很好的声誉,它在计算机资源的利用,用户界面开发等方面也做出了较大的贡献。
ABAQUS软件则致力于更复杂和深入的工程问题,其强大的非线性分析功能在设计和研究的高端用户群中得到了广泛的认可。
而ADINA软件除了求解非线性问题外,其在多物理场的流固耦合求解功能也是全球唯一的专利技术。
COMSOL公司是全球多物理场建模与仿真解决方案的提倡者和领导者,其旗舰产品COMSOL Multiphysics,使所有的物理现象可以在计算机上完美重现。
MSC是比较老的一款软件目前更新速度比较慢。
FEPG是一款国产有限元分析软件。
一、ANSYS、ADINA、ABAQUS、MSC四者的比较由于ANSYS产品进入中国市场早于ABAQUS,并且在五年前ANSYS 的界面是当时最好的界面之一,所以在中国,ANSYS软件在用户数量和市场推广度方面要高于ABAQUS。
ANSYS软件注重应用领域的拓展,目前已覆盖流体、电磁场和多物理场耦合等十分广泛的研究领域。
ABAQUS 则集中于结构力学和相关领域研究,致力于解决该领域的深层次实际问题。
而ADINA软件和ANSYS软件一样都包括结构、温度、流体及流固耦合的功能,因此其应用领域也是相当广泛。
对于常规的结构线性问题,三种软件都可以较好的解决,在模型规模限制、计算流程、计算时间等方面都较为接近。
ABAQUS软件和ADINA软件在求解非线性问题时具有非常明显的优势;而ANSYS软件和ADINA软件则在流体和多物理场耦合功能方面具有无可比拟的优势。
几款地质仿真软件的简介本文将对ANSYS、ADINA、ABAQUS、MSC、FEPG、Femlab(Comsol)、Flac、PETREL进行简短的介绍。
有限元分析是对于结构力学分析迅速发展起来的一种现代计算方法。
有限元分析软件目前流行的有:ANSYS、ADINA、ABAQUS、Femlab(Comsol)、MSC、FEPG等。
ANSYS软件在致力于线性分析的用户中具有很好的声誉,它在计算机资源的利用,用户界面开发等方面也做出了较大的贡献。
ABAQUS软件则致力于更复杂和深入的工程问题,其强大的非线性分析功能在设计和研究的高端用户群中得到了广泛的认可。
而ADINA软件除了求解非线性问题外,其在多物理场的流固耦合求解功能也是全球唯一的专利技术。
COMSOL公司是全球多物理场建模与仿真解决方案的提倡者和领导者,其旗舰产品COMSOL Multiphysics,使所有的物理现象可以在计算机上完美重现。
MSC是比较老的一款软件目前更新速度比较慢。
FEPG是一款国产有限元分析软件。
一、ANSYS、ADINA、ABAQUS、MSC四者的比较由于ANSYS产品进入中国市场早于ABAQUS,并且在五年前ANSYS 的界面是当时最好的界面之一,所以在中国,ANSYS软件在用户数量和市场推广度方面要高于ABAQUS。
ANSYS软件注重应用领域的拓展,目前已覆盖流体、电磁场和多物理场耦合等十分广泛的研究领域。
ABAQUS 则集中于结构力学和相关领域研究,致力于解决该领域的深层次实际问题。
而ADINA软件和ANSYS软件一样都包括结构、温度、流体及流固耦合的功能,因此其应用领域也是相当广泛。
对于常规的结构线性问题,三种软件都可以较好的解决,在模型规模限制、计算流程、计算时间等方面都较为接近。
ABAQUS软件和ADINA软件在求解非线性问题时具有非常明显的优势;而ANSYS软件和ADINA软件则在流体和多物理场耦合功能方面具有无可比拟的优势。
ADINA软件介绍ADINA 软件是美国ADINA 公司的产品,也是唯一的产品,是基于有限元技术的大型通用分析仿真平台。
公司的创始人以及软件的领导者之一,是美国麻省理工学院的K.J.Bathe教授,他也是国际有限元界着名科学家。
整个Adina系统只有200多M,但却包含完整的前后处理器以及求解器,并且求解器的功能涵盖从基本结构分析到流固耦合分析,实在让人觉得不可思议。
程序包含如下模块:ADINA-AUI(前后处理模块)ADINA-F(流体分析模块)ADINA(结构分析模块)ADINA-FSI(流固耦合分析模块)ADINA-T(热分析模块)ADINA-TMC(热结构耦合分析模块)ADINA-TRANSOR(与CAD系统的专用接口)如Pro/Eengineer,I-DEAS, AutoCAD/MDT,PATRANADINA具有广泛的模拟能力,因此在机械、汽车、材料加工、航空、航天、土木、电子电器、军工、生物力学等领域都有应用。
ADINA-AUIADINA-AUI是所有ADINA 子程序的前后处理功能,它为建模和后处理的所有任务提供了一个完全交互式的图形用户界面。
个人感觉界面有点乱,上部大量的工具按钮和下部的命令提示窗占了很大的屏幕空间,中间的图形区域小的可怜,17寸的显示器显的太小了。
按钮类型的界面类似HyperMesh,不过Adina是视窗风格。
ADINA-MADINA-M是ADINA-AUI 程序的一个附件,基于 Paraolid 核心,提供了立体建模的功能,通过 ADINA-M 可在 ADINA-AUI 程序中直接创建立体的几何图形。
实际上ADINA-M就是相当于一种CAD软件的功能,类似于Pro/e、Solidworks等等。
ADINAADINA 程序是基本的结构求解器,为固体、桁架、梁、管道、金属板、壳体和缝隙提供了多样化和通用的有限元分析能力,材料模型有金属、土壤与岩石、塑料、橡胶、织物、木材、陶瓷和混凝土等等。
ADINA有限元分析什么是ADINA有限元分析?ADINA是一种广泛应用于工程和科学领域的有限元分析软件。
它提供了一系列强大的工具和功能,用于模拟和分析各种结构和物理现象。
ADINA通过建立复杂的数学模型,并通过有限元分析方法解决这些模型,可以对各种工程问题进行准确的数值模拟和预测。
ADINA的功能特点ADINA具有以下几个主要功能特点:强大的建模能力ADINA支持对复杂结构进行建模,包括三维实体、平面应力、平面应变、轴对称等。
它还提供了多种元素类型,可以满足不同场景下的建模需求。
用户可以通过直观的界面进行建模,也可以通过脚本进行高级建模操作。
多物理场耦合分析ADINA支持多物理场耦合分析,可以将不同物理场之间的相互影响考虑进模型中。
例如,可以同时分析结构的热力耦合、结构的流固耦合等。
这使得ADINA在多种应用领域中得到了广泛运用,包括航空航天、汽车、电子、材料科学等。
精确的求解算法ADINA采用了一系列精确的求解算法,能够高效地解决大规模的线性和非线性问题。
它支持静力学、动力学、热力学、流固耦合等不同类型的分析。
同时,ADINA还提供了多种先进的后处理功能,帮助用户对分析结果进行可视化展示和分析。
完善的材料和边界条件库ADINA内置了丰富的材料和边界条件库,用户可以方便地选择和定义不同的材料属性和边界条件。
这大大简化了分析过程,并增加了模型的准确性。
用户友好的界面和文档支持ADINA拥有直观友好的用户界面,使得用户能够轻松进行建模、求解和后处理。
同时,ADINA还提供了详细的文档和例子,帮助用户更好地使用和理解软件的各种功能和应用场景。
ADINA的应用领域ADINA在众多领域中得到了广泛的应用,包括:结构分析ADINA可以用于对各种结构的力学性能进行分析和优化。
它可以模拟复杂的载荷和边界条件,预测结构的应力、应变、位移等。
这对于工程设计和结构优化具有重要意义。
热力学分析ADINA可以模拟物体的热传导、辐射、对流等热力学现象。
目录1、ADINA的发展历史 (2)2、ADINA功能 (2)、前后处理功能 (2)2.1 ADINA用户界面用户界面、2.2 ADINA计算分析功能 (4)ADINA功能说明功能说明1、ADINA的发展历史ADINA出现于1975年,在K. J. Bathe博士的带领下,其研究小组共同开发出ADINA有限元分析软件。
到84年以前,ADINA是全球最流行的有限元分析程序,一方面由于其强大的功能,被工程界、科学研究、教育等众多用户广泛应用;另外其源代码是Public Domain Code,后来出现的很多知名有限元程序都来源于ADINA的基础代码。
1986年,K. J. Bathe博士在美国马萨诸塞州Watertown成立ADINA R&D公司,开始其商业化发展的历程。
实际上,到ADINA84版本时已经具备基本功能框架,ADINA公司成立的目标是使其产品ADINA 这-大型商业有限元求解软件,专注求解结构非线性、流体、流体与结构耦合、热、热机耦合等复杂问题,并力求程序的求解能力、可靠性、求解效率全球领先。
一直以来,ADINA在计算理论和求解问题的广泛性方面处于全球领先的地位,尤其针对结构非线性、流体、流/固耦合、热、热机耦合等复杂工程问题开发出强大功能。
经过近20年的商业化开发,ADINA 已经成为近年来发展最快的有限元软件,被广泛应用于各个行业的工程仿真分析,包括汽车、机械制造、电子电器、材料加工、船舶、航空航天、国防军工、铁道、石化、能源、土木建筑等各个领域。
2、ADINA功能ADINA是一个可以求解多物理场问题的有限元系统,由多个模块组成。
包括:前后处理模块(ADINA-AUI)、结构分析模块(ADINA-Structures)、流体分析模块(ADINA-CFD)、热分析模块(ADINA-Thermal)、流固耦合分析模块(ADINA-FSI)、热机耦合分析模块(ADINA-TMC)以及建模模块(ADINA-M)和与其它程序的接口模块(ADINA-Transor)。
有限元分析是对于结构力学分析迅速发展起来的一种现代计算方法。
它是50年代首先在连续体力学领域--飞机结构静、动态特性分析中应用的一种有效的数值分析方法,随后很快广泛的应用于求解热传导、电磁场、流体力学等连续性问题。
有限元分析软件目前最流行的有:ANSYS ADINA ABAQUS MSC四个比较知名比较大的公司。
常见软件有限元分析软件目前最流行的有:ANSYS ADINA、ABAQUS MSC四个比较知名比较大的公司,其中ADINA ABAQU班非线性分析方面有较强的能力目前是业内最认可的两款有限元分析软件,ANSYS MSC进入中国比较早所以在国内知名度高应用广泛。
目前在多物理场耦合方面几大公司都可以做到结构、流体、热的耦合分析,但是除ADINA以外其它三个必须与别的软件搭配进行迭代分析,唯一能做到真正流固耦合的软件只有ADINA软件对比ANSYS是商业化比较早的一个软件,目前公司收购了很多其他软件在旗下。
ABAQUS?注结构分析目前没有流体模块。
MSC是比较老的一款软件目前更新速度比较慢。
ADINA是在同一体系下开发有结构、流体、热分析的一款软件,功能强大但进入中国时间比较晚市场还没有完全铺开。
结构分析能力排名:1、ABAQUS ADINA MSC ANSYS流体分析能力排名:1、ANSYS ADINA MSC ABAQUS耦合分析能力排名:1、ADINA ANSYS MSC ABAQUS性价比排名:最好的是ADINA其次ABAQUS再次ANSYS最后MSCABAQU软件与ANSYS软牛的对比分析1. 在世界范围内的知名度两种软件同为国际知名的有限元分析软件,在世界范围内具有各自广泛的用户群。
ANSYS软件在致力于线性分析的用户中具有很好的声誉,它在计算机资源的利用,用户界面开发等方面也做岀了较大的贡献。
ABAQU嗽件则致力于更复杂和深入的工程问题,其强大的非线性分析功能在设计和研究的高端用户群中得到了广泛的认可。
几款常用有限元软件(CAE分析)的比较目前流行的CAE分析软件主要有NASTRAN、ADINA 、ANSYS、ABAQUS、MARC、MAGSOFT、COSMOS等。
以下为对这些常用的软件进行的比较和评价:LSTC公司的LS-DYNA系列软件。
LSDYNA长于冲击、接触等非线性动力分析。
LS-DYNA是一个通用显式非线性动力分析有限元程序,最初是1976年在美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室由J.O.Hallquist主持开发完成的,主要目的是为核武器的弹头设计提供分析工具,后经多次扩充和改进,计算功能更为强大。
虽然该软件声称可以求解各种三维非线性结构的高速碰撞、爆炸和金属成型等接触非线性、冲击载荷非线性和材料非线性问题,但实际上它在爆炸冲击方面,功能相对较弱,其欧拉混合单元中目前最多只能容许三种物质,边界处理很粗糙,在拉格朗日——欧拉结合方面不如DYTRAN灵活。
MSC.software公司的DYTRAN软件在同类软件中,DYTRAN在高度非线性、流固耦合方面有独特之处。
MSC.DYTRAN程序是在LS-DYNA3D的框架下,在程序中增加荷兰PISCES;INTERNATIONAL公司开发的PICSES的高级流体动力学和流体结构相互作用功能,还在PISCES的欧拉模式算法基础上,开发了物质流动算法和流固耦合算法发展而来的。
但是,由于MSC.DYTRAN是一个混合物,在继承了LS-DYNA3D 与PISCES优点的同时,也继承了其不足。
首先,材料模型不丰富,对于岩土类处理尤其差,虽然提供了用户材料模型接口,但由于程序本身的缺陷,难于将反映材料特性的模型加上去;其次,没有二维计算功能,轴对称问题也只能按三维问题处理,使计算量大幅度增加;在处理冲击问题的接触算法上远不如当前版的LS-DYNA3D全面。
HKS公司的ABAQUS软件ABAQUS是一套先进的通用有限元系统,属于高端CAE软件。
它长于非线性有限元分析,可以分析复杂的固体力学和结构力学系统,特别是能够驾驭非常庞大的复杂问题和模拟高度非线性问题。
目录1、ADINA的发展历史 (2)2、ADINA功能 (2)、前后处理功能 (2)2.1 ADINA用户界面用户界面、2.2 ADINA计算分析功能 (4)ADINA功能说明功能说明1、ADINA的发展历史ADINA出现于1975年,在K. J. Bathe博士的带领下,其研究小组共同开发出ADINA有限元分析软件。
到84年以前,ADINA是全球最流行的有限元分析程序,一方面由于其强大的功能,被工程界、科学研究、教育等众多用户广泛应用;另外其源代码是Public Domain Code,后来出现的很多知名有限元程序都来源于ADINA的基础代码。
1986年,K. J. Bathe博士在美国马萨诸塞州Watertown成立ADINA R&D公司,开始其商业化发展的历程。
实际上,到ADINA84版本时已经具备基本功能框架,ADINA公司成立的目标是使其产品ADINA 这-大型商业有限元求解软件,专注求解结构非线性、流体、流体与结构耦合、热、热机耦合等复杂问题,并力求程序的求解能力、可靠性、求解效率全球领先。
一直以来,ADINA在计算理论和求解问题的广泛性方面处于全球领先的地位,尤其针对结构非线性、流体、流/固耦合、热、热机耦合等复杂工程问题开发出强大功能。
经过近20年的商业化开发,ADINA 已经成为近年来发展最快的有限元软件,被广泛应用于各个行业的工程仿真分析,包括汽车、机械制造、电子电器、材料加工、船舶、航空航天、国防军工、铁道、石化、能源、土木建筑等各个领域。
2、ADINA功能ADINA是一个可以求解多物理场问题的有限元系统,由多个模块组成。
包括:前后处理模块(ADINA-AUI)、结构分析模块(ADINA-Structures)、流体分析模块(ADINA-CFD)、热分析模块(ADINA-Thermal)、流固耦合分析模块(ADINA-FSI)、热机耦合分析模块(ADINA-TMC)以及建模模块(ADINA-M)和与其它程序的接口模块(ADINA-Transor)。
2.1 ADINA用户界面、前后处理功能用户界面、ADINA是一个全集成系统,所有分析模块使用统一的前后处理ADINA-AUI,易学易用,友好的交互式图形界面实现所有建模和后处理功能。
ADINA-AUI的主要特点包括:内嵌ADINA-M建模模块,这个模块采用的是Parasolid建模技术。
这种Parasolid技术是著名的EDS公司开发的,此技术首先是作为通用大型三维CAD软件UG的内核技术被采用,现在已经广泛的被很多公司的三维CAD产品接受作为自己的内核技术。
ADINA采用CAD软件的内核技术作为自己的CAD建模技术有两方面的好处:1、自身建立几何模型的功能强大;2、如果采用CAD软件建立几何模型,其所建立的模型可以无障碍的进入ADINA,而不会有模型缺失的问题。
当然现在还有一些三维CAD软件不是Parasolid内核的,但是大多也都支持Parasolid格式模型的输出。
物理性能、载荷和边界条件可直接赋予到模型的几何特征,因此修改单元网格不会影响模型载荷和边界条件的定义,用户可以反复调整网格。
ADINA提供多种网格划分器,具有强大的网格划分功能。
除常见网格划分外,对复杂模型可进行自动六面体网格划分,同时也具有自适应网格重划分功能。
ADINA-AUI提供了与多种CAD软件的数据接口。
而且可以读入并写出Nastran格式的有限元模型数据,因此很多可以输出Nastran格式有限元模型的前处理程序都可以作为ADINA的前处理使用。
ADINA-AUI提供了撤销Undo和重做Redo的功能,并且Undo/Redo的次数可由用户定义后处理支持各种结果变量可视化处理方法。
如网格变形图、线、面、消隐、彩色云图、等值线图、矢量图等;旋转、平移、缩放、抓图和生成动画等操作通用简便;各种变量曲线图绘制、流场粒子、切片显示等技术;可将多种结果用一幅图形表示(如使用一副图形同时表示流体速度与结构应力);从输出变量中定义导出变量;ADINA可以方便的生成应力、温度、变形等计算结果的动画显示、切片动画;方便的绘制出模型的任意点任一计算结果参量随时间或其他参量的变化曲线,例如应力-应变曲线、位移-时间曲线、应力-时间曲线等等;从Nastran格式导入的有限元网格导入CAD模型后在ADINA中划分的六面体网格2.2 ADINA 计算分析功能ADINA 由于其可靠性、高效性、精确性通过了广泛的验证、项目审查和大量工程检验问题的严格测试,在各个行业中得到广泛应用并且取得很高的声誉。
ADINA-Structures 模块分析功能模块分析功能::静力分析:分析各种结构在一定边界条件和载荷作用下内力、应力、变形等分布情况问题。
ADINA 是目前世界上非线性功能最有效、可靠的分析软件之一,在静力分析中能够有效地考虑各种非线性效应,几何非线性、材料非线性、状态非线性等。
动力分析:包括隐式瞬态动力分析、显式瞬态动力分析、模态分析、谐波响应分析、响应谱分析、随机振动分析。
ADINA 的模态分析功能不仅可以分析单个构件的模态,还可以分析装配体的模态,整个装配体中可以包括接触、螺栓单元等非线性因素。
结构屈曲分析:屈曲分析用于确定结构局部或整体失稳时极限荷载,结构在特定荷载下的失稳模态和失稳过程。
ADINA 中屈曲分析分为线性屈曲和非线性屈曲。
ADINA 的LDC(Load-Displacement Control )算法通过反复增减荷载并同时控制结构位移,寻找结构失稳的临界荷载,能够反映结构的实际受力和变形状态。
齿轮啮合过程模拟 流固耦合模态分析ADINA-CFD 模块分析功能模块分析功能::可求解不可压流体、微可压流体、低速可压流体、高速可压缩流体和多孔介质中的流体流动分析。
提供包括牛顿流体和非牛顿流体等多种流体材料模式。
流体本构流体本构((Newton 和Non-Newton ): 常参数模型时间相关参数模型幂律参数模型Carreau 参数模型温度相关参数模型温度相关幂律参数模型速度相关参数模型压力相关参数模型压力温度相关参数模型二次参数模型大涡参数模型(零阶模型)用户自定义材料本构可计算层流或湍流问题,提供了多种湍流模型,并且提供大涡模型。
湍流模型湍流模型::K-ε 模型RNG K-ε 模型K-ω模型K-ω SST 模型SA 模型DES SA 模型Large-eddy 模型(包括Standard 、Smagorinsky 、Renormalization Group )Prandtl 混尺度模型ADINA-CFD 采用控制体积、有限元等算法求解Navier-Strokes 或Euler 方程,并提供了极为丰富的边界条件描述,可计算非常复杂的流体问题。
常用流体边界条件常用流体边界条件::Prescribed solution variables(Variable=Velocity ,Pressure 、Temperature etc.)Zero solution variables(Variable=Velocity ,Pressure 、Temperature etc.)Zero flux of solution variables(Variable=Mass ,Heat etc.)Prescribed rotational velocityFixed Wall (Slip/No Slip Condition Wall )Moving Wall (Slip Condition Wall )No Slip Moving Wall(Type=Tangential or Type=Rotational)Concentrated force loadDistributed normal-traction loadField centrifugal loadUniform flowExternal flowSupersonic at inletSubsonic at inletSupersonic at outletSubsonic at outletSymmetric热相关边界条件热相关边界条件::Concentrated heat flow loadDistributed heat flux loadHeat and mass convectionsRadiationSpecular radiation流体界流体界((壁)面相关边界条件面相关边界条件::Fluid-structure interfaceFree surfaceFluid-fluid interfacePhase-change InterfaceGap ControlUser supplied Boundary Conditions可计算共轭传热问题、传质问题、两相流问题(VOF 算法)。
流动问题中经常伴随有传热,象排气管的传热问题等。
当需要考虑传热时涉及到两个场:流场和温度场。
此时是一个耦合问题,不再是一个单一场的问题,需要进行耦合求解。
ADINA-F 可以方便的用来求解流动/传热的耦合问题。
当用ADINA 来求解此类问题时,只需在单元特性选项中将结构部分的单元选为solid 即可,结构与流体之间的传热特性由程序自动计算。
下面是一个简单的2D 流动传热问题,容器两侧的温度不同,导致容器内的流体由于温度不均匀而流动并且进行热量传递。
提供基于流体流动条件的流体FCBI (Flow-Condition-Based-Interpolation )算法基于流体流动条件的流体FCBI (Flow-Condition-Based-Interpolation )算法是一种新理论。
目前大多数的CFD 软件所采用的方法类似于ADINA 的FCBI-C 单元算法,是一种半隐式的算法。
这种方法的优势在于计算速度快,占用内存少,容易收敛。
它实际上是一种迭代的方法,即迭代求解速度场和压力场。
ADINA还另外发展了一种纯隐式的解法——FCBI ,这是ADINA 特有的方法。
这种方法是纯隐式解法,其特点是建立与结构模型相同的一致刚度矩阵,因此也只有采用这种方法才能实现强流固耦合——直接耦合。
FCBI 提供了更高的求解稳定性和精度,只是占用资源太多,现在商业计算系统中只有ADINA 中加入了这种算法,随着硬件设备的发展,最终会是计算流体软件的发展方向。
绕圆柱体的流场分析绕圆柱体的流场分析((FCBI-C )ADINA-Thermal 模块分析功能模块分析功能::求解由传导、对流、辐射引起的传热问题;可进行稳态及瞬态温度场分析;材料属性可随时间变化;可考虑透明介质内部的辐射;可计算相变;有单元死活功能及相应的边界条件变化。