这个问题,我觉得知乎上一个叫 bingo 的网友的文章,能够很好的回答这个问题,不仅是 explicit dynamic 和 AUTODYN 之间的关系,还包括 LS DYNA。这三款显示动力学分析软件,目前都已经被 ANSYS 公司收购,并且集成到 WorkBench 中,如图所示:
这三款软件都可以用于解决材料的动态力学响应,汽车的碰撞,高速切削、电子产品的跌落、流固耦合、军事工业中的战斗部的设计等问题,讲到能不能互相替代,可以看一下三款软件的典型引用场景和功能。
WorkBench AUTODYN 软件
AUTODYN 是 Century Dynamics 公司研发的软件产品,为线性、非线性、显式、以及多物质流体动力学问题提供成熟易用的仿真软件。该公司于已被 ANSYS 公司收购,被收购后的新 AUTODYN 版本功能有了较大的增加,可以集成于 WorkBench 平台,与各个模块进行联合仿真。在一个统一的计算环境中提供强大的工程设计和仿真能力。
AUTODYN 是一个显式有限元分析程序,用来解决固体、流体、气体及其相互作用的高度非线性动力学问题。具有深厚的军工背景,在国际军工行业占据 80% 以上的市场,如下是 AUTODYN 的典型应用:
装甲和反装甲的优化设计;
航天飞机、火箭等点火发射;
战斗部设计及优化;
水下爆炸对舰船的毁伤评估;
针对城市中的爆炸效应,对建筑物采取防护措施,并建立保险风险评;
石油射孔弹性能研究;
国际太空站的防护系统的设计;
内弹道气体冲击波;
高速动态载荷下材料的特性等。
AUTODYN 软件含有多个网格类型和求解器:拉格朗日网格、欧拉网格、ALE 网格、SPH(粒子法)等,用于多种物理现象耦合情况下的求解。软件含有丰富材料库模型,同时包括有金属、陶瓷、玻璃、水泥、岩土、炸药、水、空气以及其它的固体、流体和气体的材料模型。同时 AUTODYN 集成了前处理、后处理分析模块。并支持多种格式的网格导入。
丰富的材料库模型。含有脆性、复合材料、炸药、流体等 200 多种材料。并拥有多种的状态方程、强度、破坏模型。
多种算法,简单的接触定义。拥有拉格朗日、欧拉、ALE、SPH 等算法可模拟高度非线性问题。并且计算具有较好的稳定性。
多物理场的耦合,对于流体和固体在不同物理条件下的状态均可以模拟。结合结果映射技术,极大地节省了计算时间。
简单的前处理和后处理。AUTODYN 软件可以兼有前处理和后处理,可以方便的自建简单模型。也可通过多种格式的网格导入到求解器中。
WorkBench explicit dynamics 软件
WorkBench explicit dynamics 软件是在 ANSYS 收购 AUTODYN 软件基础上开发的显式动力学软件模块,集成于 WorkBench 平台,目前发展到 19.0 版本,增加了 Drop-test 功能和支持关节【Joint】功能,用于更好的模拟产品的跌落,结构的运动等。依托 WorkBench 平台可以方便的导入模型和与其他模块进行联合仿真。拥有丰富的材料模型库、简单的几何建模方式、高效的网格划分方式、简单的并行计算的设置等优点,该模块能够模拟的非线性结构力学涉及以下:
从低速 1m/ s 到非常高的速度 5000m/s;
应力波、冲击波、爆轰波在固体和液体中传播;
高频动态响应;
大变形和几何非线性;
复杂的接触条件;
复杂的材料行为,包括材料损坏;
非线性结构响应,包括屈曲;
焊缝 / 紧固件的失效等。
前处理更加方便 ,更加丰富的材料模型库、方便的几何模型的导入和网格划分。可以通过 ANSYS space claim 进行建模,mesh 模块和 ICEM 模块进行网格划分。
多物理场的耦合 ,可以和 WorkBench ACP、WorkBench transient structural、WorkBench static structural,poly flow WorkBench FEM 等进行耦合。