陰解法構造有限要素解析

Radiossでは、陰解法および陽解法時間積分スキームが利用可能です。陽解法スキームでは、速度と変位は節点加速度の直接積分により得られます。このアプローチでは、安定性の考慮が必要なため、サイクルの時間ステップが小さくなることがあります。そのため、検討の時間が長い静的問題やゆっくりとした動的問題の計算では、シミュレーションの実行に多くのサイクルを必要とします。このような場合、陽解法の代替として陰解法時間積分スキームがあります。陰解法スキームでは無条件安定で、結果として陽解法に対して大きな時間ステップとなることが示せます。しかしながら、陰解法スキームでは、船体剛性マトリックスを作成して逆行列をとる必要があり、1荷重ステップ当たり、より高い計算コストとより多くのメモリを必要とすることになります。

陽解法アプローチは、高い幾何学的非線形と材料非線形挙動のある速い動的問題に対してより魅力的です。全ての量はベクトルとして取り扱われ、より小さな記憶容量しか必要としません。シミュレーションを完了するためのサイクル数は非常に大きくなりますが、全体として効率的になることを見ることができます。陰解法では、これに対し、静的問題への適用や長時間のシミュレーションに対してより効率的です。

オプションの解法は陰解法と陽解法の両方を持つことで、同じコードで既に利用可能です。加えて、Radiossの陰解法と陽解法ソルバーは、内力の計算に同じルーチンを共有し、これが2つのスキームの間を移行する際の不つり合い問題の発生を抑制してシームレスな切り替えを可能にしています。これにより、2つのスキームは組み合わせて多段階解析を実行することが可能となります。陰解法解析に使用される2つは、金属板成形(陽解法)の後のスプリングバック(陰解法)、または衝突解析(陽解法)の前の重力荷重 / 初期状態の計算(陰解法)です。その他のすべての陰解法シミュレーションには、OptiStructの使用が推奨されます。

陰解法は無条件安定のスキームですが、無条件に収束するわけではありません(非線形の場合)。実際、一般的に陽解法スキームよりもロバスト性は低く、解析にはユーザーのより多くの関与を必要とします。

このセクションでは、種々の陰解法解析に対して可能な陰解法の機能を最初に示し、続いて陰解法シミュレーション機能をアクティブ化するためのキーワードのリストを示します。また、より深い理解と、さまざまな陰解法オプションを効率的に用いるための詳細情報を紹介しています。最後に、出力メッセージおよびトラブルシューティングテクニックの一部を記載します。