关于LS-DYNA计算结果准确性和可信度的讨论

数值计算结果的准确性和可信度,以及如何判断一次仿真的计算结果是否合理,是大家普遍关心的问题,本文从数值仿真计算的角度讨论软件工具的系统性误差和数值计算模型误差对计算结果准确性金额可信度的影响,可以作为分析数值仿真误差的参考。

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1. 系统误差

多种因素制约了计算结果数值计算结果的准确性和可信度,例如:

  • 将工程问题转换为无力模型本身时,忽略了许多因素
  • 物理模型转换为数学模型也存在简化
  • 数学模型和计算模型之间存在逼近误差,LS-DYNA数字计算时采用离散的方法对具体问题进行逼近,其计算结果本身就不是问题的精确解,逼近的细化程度,受限于计算规模的限制,该因素制约了计算结果的准确性。
  • 材料模型及其参数获取的准确性
  • 数字计算结果的后处理和可视化,也会影响计算结果的准确性
  • 计算模型细节处理不当,如网格划分、算法选取、控制参数设置、材料模型选择和参数的合理性都会影响到计算结果
  • 计算结果也会因人而异,主要表现在个体在计算软件使用经验的不同,以及力学基础知识的差异

那么如何判断一次仿真的计算结果是否合理呢?最好的办法是将计算结果和试验结果相比较,与经验公式计算结果和理论解进行对比,其次是根据个人经验判断计算结果动画演示是否正常,最后检查计算结果中的沙漏能、滑移能是否存在异常。

2. 模型误差

2.1 失效模型

需要特别说明的是,侵彻和爆炸作用下结构的破话有限元计算结果和网格的划分密切相关,通常在计算之前需要对网格尺寸的收敛性进行检查,确定网格的划分可以接受。

另外由于结构的破坏计算过程中,通常会使用失效模型,网格的失效删除必然导致所有物理量不守恒,同时缺乏基于物理的单元删除准则,难以准确预测复杂条件下的结构破坏行为。对于特定的网格划分需要采用SPG、PD等,这些算法对网格的划分和失效参数依赖程度低。

  • 发表于 2020-03-18 17:58
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