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软件对比:autodyn与lsdyna各自优势及劣势的对比

8月前浏览699

1、LSDYNA的优势:

1、连接、接触类型丰富,如焊接、铆接、螺栓连接等;对于多part复杂模型,更真实的创建模型;

2、汽车专用功能,如气囊、假人、安全带等;

3、隐式求解功能

4、热分析

5、AUTODYN二维不支持多cpu并行运算,无法发挥多核处理器的效能,LS-DYNA不存在该问题。

6、AUTODYN在linu系统下没有图形用户界面,但可以求解,这对随时查看计算结果有影响;LS-DYNA不存在该问题

7、AUTODYN并行计算设置较烦,也可能是为了更有效地利用cpu的并行计算能力,而LS-DYNA适合并行计算设置AUTODYN多核处理器支持不理想

8、Autodyna比较贵,Ls-dyna相对便宜

9、Autodyn的sph算法只能为1个part,而Ls-dyna不存在该问题

 

2、AUTODYN的优势:

 

1、应用领域

 

ANSYS AUTODYN是专门为军工行业开发的,应用主要集中在国防军工领域,其功能特色全是基于军工行业的需求而开发的,ANSYS AUTODYN在国际军工行业占据80%以上的市场,主要用户包括美国三大国家实验室NASA欧空局美国陆军实验室、海军研究生院以色列Refal实验室新加坡国防实验室等著名军品研发机构。

相比之下,从趋势来看LS-DYNA在民用领域占据越来越多的比重,其中以汽车行业最为突出,如LS-DYNA程序本身含有很多汽车专用工具:气囊、假人、安全带等。

2、自带材料库;

ANSYS AUTODYN有近乎完备的材料模型,同时也提供了用户子程序。程序提供了军工行业专用的材料数据库,材料数量约300种,包括金属、陶瓷、玻璃、混凝土、复合材料、炸药、流体等军工行业常用的材料类型。其中结构材料的数据都考虑了应变率的影响因素,这样就为用户解除了难以获取材料数据的难题。

LS-DYNA材料模型不丰富,都只提供了材料的本构模型,由于很多军工材料模型比较复杂,包含很多动态参数,而这些参数很难获得。很多用户都反映由于没有材料数据,对他们了解和研究这些材料模型影响很大,甚至成了软件使用上的一种障碍。

3、更丰富的状态方程;

    ANSYS AUTODYN提供了完备的状态方程,共计14种,方便模拟各种复杂的流固耦合问题。在爆轰模型方面,如高爆炸药常用的JWL,用于冲击引爆的Lee-Tarver模型以及用于爆燃分析的Slow-Burn模型。Lee-Tarver模型目前在解决冲击引爆问题上是应用较为广泛、精度较高的一种状态方程;Slow-Burn模型可以模拟诸如引信点火或火药爆燃之类的问题,这类问题是其他任何软件所无法分析和模拟的。

LS-DYNA里面状态方程数量要少于ANSYS AUTODYN,LS-DYNA提供了12种,有几种雷同,有几种很少用到,实际有用的也就5、6种。

4、独一无二的破片分布功能:随机失效模式

ANSYS AUTODYN提供了材料的随机失效模式,这一功能考虑了材料整体性能的非均性,这种性能的差异性使得材料在破坏时会有别于其几何上的对称性特点而表现为一种随机行为。这种功能在模拟自然破片战斗部时更接近于实际情况。

此外,ANSYS AUTODYN还可以在计算过程中提取破片的信息,包括生成的破片数量、质量、动能以及空间坐标等。这对于监控和跟踪破片对目标的毁伤是很有意义的。

LS-DYNA没有提供类似功能,在模拟自然破片战斗部时和实际结果误差太大。

 

5、独一无二的映射功能(Remapping):

    可以实现不同求解器间的转换,最典型的就是Lagrange和Euler之间的相互映射。在模拟射流战斗部对目标侵彻问题时,通常我们采用Euler获得射流的杵体,在杵体接触目标之前,将杵体的Euler算法转换为Lagrange,这样可确保精确的模拟侵彻过程中的材料破坏模式。经试验证明,在类似问题完全采用Euler算法在侵彻过程中难以精确的反应材料的破坏模式。

在模拟水下爆炸和大型模型空气中爆炸时,LS-DYNA一般是靠纯粹的ALE耦合技术来模拟,计算耗费大,计算精度也保证不了。而ANSYS AUTODYN通过Remap技术,将计算精度和计算时间很好的协调处理,精度高,时间短。

6、Euler技术

ANSYS AUTODYN提供了三种Euler算法,其中有两种高精度欧拉算法(Euler-FCT, Euler-Godunov),可以准确模拟爆炸驱动问题。在解决爆炸驱动、冲击波传播、射流穿甲问题上具备显著的优势,特别在杵体的长度和速度分布等结果参数与实测参数吻合较好。

LS-DYNA里面的Euler算法相对较少LS-DYNA 仅提供了普通Euler算法在计算类似的问题时会存在功能和精度上的问题,计算时间较长

7、SPH算法建模、使用等更方便,无需修改K文件等;

ANSYS AUTODYN另外一项特色就是其无网格SPH算法,该算法是欧洲空间局专门为高速冲击碰撞问题开发的,算法很成熟,在模拟诸如终点效应等涉及材料的大变形甚至破坏问题上具有很高的精度,可以很精确地反映材料在破坏时的裂纹扩展规律;在ANSYS AUTODYN里面可以很方便的根据所定义的几何空间来填充SPH粒子,并可根据拓扑结构特点选取不同的粒子排列方式,交互式操作,方便实用

LS-DYNA也提供SPH技术,但其算法不稳定,需要进行手工的编辑和操作来生成SPH粒子,使用较为繁琐,尤其在拓扑结构复杂时难以保证SPH粒子的排列的均匀性,造成计算精度的降低。

8、求解器联合求解

ANSYS AUTODYN乎所有求解器之间都可以实现联合求解,如Lagrange-SPH,ALE-SPH,Lagrange-Euler,Lagrange-Euler-FCT,Lagrange-Euler-Godunov, Shell-SPH等以获得求解精度和效率上的平衡。

ANSYS AUTODYN接触计算完善,无论对于远场爆炸还是近场接触式爆炸都提供了完整的解决方案。

LS-DYNA提供了Euler-Lagrange,Euler- Euler间的耦合求解功能,也可以进行Lagrange-SPH耦合功能

9、轴对称算法

LS-DYNA没有二维ALE和EULER计算功能,涉及到轴对称爆炸问题需要用三维算法求解,计算量会大大增加。

而ANSYS AUTODYN有完善的2D计算功能,使对称问题计算量大大降低。

10、前后处理、求解等均在同一界面下,更便于修改查看;如,求解过程中可以查看云图,lsdyna虽然也可以,但不在同一界面;

ANSYS AUTODYN采用前后处理与求解器高度集成的一体化界面,所有工作(建模、分网、材料定义、算法选择以及求解输出控制等)都在同一界面下完成,易用性好。

针对于战斗部几何外形大多具有轴对称性特点,ANSYS AUTODYN在其前处理中提供了一些典型几何外形供用户来调用。基于这些几何模型使用者可以方便快捷地创建出常见战斗部的计算模型。

LS-DYNA都是单独的求解器,需要另外配置前后处理,使用起来比较繁琐,易用性较差,给用户使用造成极大不便。

11、软件专注于军工领域,适于求解爆炸更精确的euler-FCT求解器、独一无二的破片分布功能、独一无二的映射技术等)、冲击毁伤问题(畸变节点删除、求解可中断-修改后继续求解、部件激活抑制、求解一段时间后激活靶板-如穿甲弹穿甲)、战斗部设计(流固耦合算法更强大-如破甲弹dyna计算容易出问题等军工相关问题

12、流固耦合lag+eulor定义接触/耦合/joint等选项即可,操作更简单,无需像lsdyna需要模型共节点part fill功能,使得多个流体域的建模更容易、位置等修改更直接;

13、对于很多冲击类问题,如球打网冲击,autodyn结果更精确一点,lsdyna计算更快一点

14、前处理即可添加Marker点测量,便于后处理查看关键位置的时间历程数据;

15、求解中,可根据需要随时中断求解,随时继续求解;lsdyna也支持,但是需要重启动设置,略麻烦一些;

16、集成与Workbench界面预应力的施加更方便:WB的me中施加预应力载荷,在autodyn中直接使用,无需lsdyna那样需要转换单元类型及隐式-显式算法等,且精度更高;

17、边界条件的定义更方便,可以使用多边形等方法选择节点,保存到group组待用;

18、求解报错,修改后更容易继续求解lsdyna虽然也可以重启动,但遇到节点超声速、网格负体积等,往往需要重新分网重新计算;

19、建立项目初期,就指定单位制系统,不会出现单位制混乱问题;lsdyna常会遇到单位制问题,尤其是一些新手;

20、建模方式更多样、方便;如支持外部导入的网格(Ladyna K、Nastran的dat、Turegrid的zon、Icem的geo);如可使用fill临时part等;

21、后处理,支持分材料的透明显示、分材料的隐藏等功能,结果可视化效果更好;

22、AUTODYN收敛性非常好,针对于爆炸冲击毁伤问题无需调试参数LSDYNA收敛性较好,收敛参数较多,针对爆炸冲击毁伤问题需要调试


来源:浅香岁月
AutodynLS-DYNAWorkbenchNastran复合材料碰撞汽车焊接裂纹爆炸材料控制试验螺栓ANSYS
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首次发布时间:2025-12-10
最近编辑:8月前
lsdyna-
硕士 | 高级仿真应用... 显式动力学
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