Strona głównaSimulationWybieramy odpowiedni solver obliczeniowy w analizie statycznej SOLIDWORKS Simulation

Wybieramy odpowiedni solver obliczeniowy w analizie statycznej SOLIDWORKS Simulation

Jaki solver wybrać SOLIDWORKS Simulation

Wybieramy odpowiedni solver obliczeniowy w analizie statycznej SOLIDWORKS Simulation

W analizie metodą elementu skończonego (MES), problem jest przedstawiany jako układ równań algebraicznych, które muszą zostać rozwiązane równocześnie. Istnieją dwie klasy metod rozwiązania: bezpośrednia i iteracyjna.

Metody bezpośrednie rozwiązują równania przy użyciu dokładnych technik numerycznych. Metody iteracyjne rozwiązują równania przy użyciu technik przybliżeniowych, w których w każdej iteracji zakładane jest rozwiązanie i obliczane są skojarzone z nim błędy. Iteracje są powtarzane do czasu, gdy błędy osiągną wartości do przyjęcia.

Podczas przeprowadzania analizy w SOLIDWORKS Simulation do wyboru mamy 5 typów solverów: FFEPlus, Direct Sparse, Intel Direct Sparse, Large Problem Direct Sparse oraz Intel Network Sparse. Solver FFEPlus wykorzystuje iteracyjną metodę obliczeniową, pozostałe to solvery bezpośrednie.

  • Solvery iteracyjne
    • FFEPlus
  • Solvery bezpośrednie
    • Direct Sparse
    • Intel Direct Sparse
    • Large Problem Direct Sparse
    • Intel Network Sparse (dostępny w pakiecie Simulation Premium)

Wybór solvera jest możliwy z poziomu Właściwości badania w zakładce Opcje:

  • Wersja 2020
    SOLIDWORKS Simulation Solver 2020
  • Wersja 2021
    SOLIDWORKS Simulation Solver 2021

Domyślnie zaznaczony jest wybór Automatyczny. Zalecany dla początkujących użytkowników. W ten sposób program sam dobiera odpowiedni solver, według pewnych czynników:

  • Ilość dostępnej pamięci RAM
  • Występowanie dużego przemieszczenia
  • Obecność odległych obciążeń
  • Obecność łączników (zwłaszcza łączników śrubowych)
  • Procent elementów będących skorupami i kontaktu wiązanego pomiędzy skorupami, bryłami i belkami
  • Konwergencja podczas rozwiązywania interakcji typu kontakt (w starszych wersjach bez penetracji)
  • Występowanie tarcia
  • Symetria kołowa

Czym kierować się podczas wyboru solvera?

Podczas analizy problemów niewielkich rozmiarów (do 25 000 DOF*) wszystkie solvery dają podobne rezultaty. Jednak w przypadku dużych problemów różnice mogą znacząco się zwiększyć.

*DOF – degrees of freedom (stopnie swobody)

Czynniki, które należy wziąć pod uwagę podczas wyboru solvera:

  • Ilość dostępnej pamięci RAM
  • Potrzeba wykorzystania wielu rdzeni procesora
  • Obecność dużej ilości interakcji typu kontakt (w starszych wersjach bez penetracji)
  • Obecność złączy
  • Występowanie tarcia
  • Duże przemieszczenia
  • Występowanie sporych różnic we właściwościach badanych materiałów (np. metal i tworzywo sztuczne)

Najogólniej mówiąc – solver iteracyjny lepiej sprawdzi się w przypadku obecności interakcji wiązanych, podobnych materiałów i niewielkich przemieszczeń. Solver bezpośredni dokładniej przeliczy interakcje różnego typu (w szczególności kontakt), tarcie, złącza (w szczególności śruby) i lepiej poradzi sobie w przypadku różnic materiałowych i dużych przemieszczeń.

Poniżej w tabeli zestawiono typy dostępnych solverów wraz z zastosowaniem:

Solver Opis Zalety Wady
Automatyczny Na podstawie określonych czynników program sam dobiera typ solvera. Dla początkujących użytkowników. W przypadku kompleksowych problemów, nie zawsze zostanie wybrany najbardziej optymalny solver.
FFEPlus Solver iteracyjny. Rozwiązuje równania przy użyciu technik przybliżeniowych, w których w każdej iteracji zakładane jest rozwiązanie i obliczane są skojarzone z nim błędy. Iteracje są powtarzane do czasu, gdy błędy osiągną wartości do przyjęcia. Przeważnie najszybszy z solverów dla analiz statycznych.
Wydajniej korzysta z dostępnej pamięci RAM (2 000 000 DOF / 1GB RAM)
Preferowany dla problemów dużych rozmiarów.
Nie jest zalecany w przypadkach, gdzie występuje duża ilość interakcji (szczególnie typu kontakt), oraz spore różnice we właściwościach materiałów.
Direct Sparse Solver bezpośredni. Preferowany, kiedy w analizie występują: interakcje typu kontakt, złącza, wirtualna ściana w warunkach brzegowych, miękkie sprężyny, symetria cykliczna, znacznie różniące się właściwości wykorzystanych materiałów (np. stal i nylon). Potrzebuje znacznie więcej pamięci w porównaniu do modelu iteracyjnego (200 000 DOF / 1GB RAM). Zapotrzebowanie na pamięć rośnie wykładniczo wraz ze wzrostem liczby stopni swobody w modelu.
Intel Direct Sparse Wprowadzony w wersji 2015. Nowsza wersja solvera Direct Sparse. Jest szybszy i wydajniej korzysta z dostępnej pamięci.
Large Problem Direct Sparse Wprowadzony w wersji 2014 dla metod bezpośrednich dla rozwiązywania dużych problemów. Nadaje się do rozwiązywania problemów o wielkości ponad 1 000 000 DOF. Jest w stanie przeprowadzić obliczenia dla symulacji, które wykraczają poza dostępną pamięć.
Intel Network Sparse Wprowadzony w wersji 2017. Dostępny w pakiecie Simulation Premium. Jest w stanie wykonywać obliczenia na innych maszynach.

Dodatkowe informacje o solverach SOLIDWORKS Simulation znajdują się na stronie: przejdź do Help SOLIDWORKS.

Podziel się:

Pracuję w DPS Software od przeszło 4 lat. Możecie mnie spotkać m.in. na Wsparciu Technicznym i Szkoleniach. Jeśli chodzi o SOLIDWORKS jestem samoukiem. Posiadam najwyższy stopień certyfikacji SOLIDWORKS CSWE - Certified SolidWorks Expert. Prywatnie jestem absolutną miłośniczką zwierząt. Jeżeli masz jakieś pytania – zapraszam do kontaktu!