ADINA的介绍

ADINA发展史

ADINA出现于1975年，在K. J. Bathe 博士的带领下，其研究小组共同开发出ADINA有限元分析软件。ADINA的名称是Automatic Dynamic Incremental Nonlinear Analysis 的首字母缩写。这表达了软件开发者的最初目标，即ADINA除了求解线性问题外，还要具备分析非线性问题的强大功能--求解结构以及设计结构场之外的多场耦合问题。

在1984年以前，ADINA是全球最流行的有限元分析程序，一方面由于其强大功能，被工程界、科学研究、教育等众多用户广泛应用；另一方面其源代码Public Domain Code,后来出现的很多知名有限元程序来源于ADINA的基础代码。

在1986年，K.J.Bathe博士在美国马萨诸塞州Watertown成立ADINA R&D公司，开始其商业化发展的历程。实际上，到ADINA84版本时已经具备基本功能框架，ADINA公司成立的目标是使其产品ADINA-大型商业有限元求解软解，专注求解结构、流体、流体与结构耦合等复杂非线性问题，并力求程序的求解能力、可靠性、求解效率全球领先。

经过30余年的持续发展，ADINA已经成为近年来发展最快的有限元软件及全球最重要的非线性求解软件，被广泛应用于各个行业的工程仿真分析，包括机械制造、材料加工、航空航天、汽车、土木建筑、电子电器、国防军工、船舶、铁道、石化、能源、科学研究及大专院校等各个领域。

ADINA 系统是一个单机系统的程序，用于进行固体、结构、流体以及结构相互作用的流体流动的复杂有限元分析。借助ADINA 系统，用户无需使用一套有限元程序进行线性动态与静态的结构分析，而用另外的程序进行非线性结构分析，再用其他基于流量的有限元程序进行流体流动分析。此外，ADINA 系统还是最主要的、用于结构相互作用的流体流动的完全耦合分析程序（多物理场）。

ADINA 系统由以下模块组成：

ADINA-AUI

ADINA 用户界面程序为所有ADINA 子程序提供了完整的预处理和后处理功能，它为建模和后处理的所有任务提供了一个完全交互式的图形用户界面。

主要特点

·模型的几何图形可直接创建，或者从多种CAD 系统中引入，包括：从Pro/ENGINEER 和基于Parasolid 系统CAD 引入的固体模型（如：Unigraphics 和SolidWorks ）；

·物理特性、载荷和边界条件可直接分配到模型的几何图形上，因此有限元网格得到修改，不受模型清晰度的影响；

·普通的几何图形上可使用全自动网格生成，它可灵活控制单元大小分布，而映射网格划分可用于更简单的几何图形；

·在模型创建期间，对话文件（Session ）会记录下用户的输入和选取值。通过播放对话文件可以重新创建一个完整的模型，同时还可以修改对话文件创建一个不同的模型；

ADINA 还具有以下多个易于使用的特点：

·完全交互式的图形界面，具有下拉菜单和对话框，可选取选项和输入数值；

·快捷图标可进入常用的任务；

·制图窗口具有复制和粘贴特点；

·程序内可直接创建A VI 视频；

·图形以矢量和位图形式输出；

·具有撤销和重做特点，撤销的数量可由用户定制；

·模型可进行动态旋转、缩放和快速平移；

·对于经常重复的任务支持命令文件输入；

在后处理过程中，包括大量的结果可视化工具：

·变形和原始的网格图；

·带状图和轮廓图；

·矢量图和张量图；

·在图表上标示变量；

·在屏幕上或者以文件形式详细罗列变量值；

·对输出变量产生的合成变量进行解释；

ADINA-F

ADINA-F 程序为可压缩和不可压缩的流体提供了世界一流的有限元和控制流量的解决能力，流体可包含自由表面和流体间以及流体与结构间的流动界面。程序运用一个任意拉格朗日欧拉（ALE ）公式。

ADINA-F 中使用的程序是基于有限元和有限体积离散图，带有非常全面和高效的解决方法，可解决任意几何学中的全部流动问题。

在给流体流动建模时使用的基本假设如下：

· Navier-Stokes 方程或者欧拉方程；

·不可压缩或者完全可压缩的流体；

·稳态或者瞬变分析；

·层流或者湍流；

·热传递或者无热传递条件下的流动；

·质量传递；

可压缩流动的材料模型：

·用于粘性和导热性的Sutherland 方程，恒定热容量；

·随温度变化的粘性、热容量和导热性；

·随压力变化的粘性、热容量和导热性；

·随温度、压力变化的粘性、热容量和导热性；

·高马赫数下的流动；

不可压缩流动的材料模型：

·恒定的粘性、热容量和导热性；

·随温度变化的粘性、热容量和导热性；

·随时间变化的粘性、热容量和导热性；

·湍流模型：普朗特（Prandtl ）混合长模型、K-Epsilon 模型、RNG K-Epsilon 模型和K-Omega 模型；

·非牛顿模型；

·多孔材料模型；

ADINA-FSI

ADINA-FSI 程序是用于带有结构相互作用的流体流动完全耦合分析（多物理场）的主要工具。它把ADINA 与ADINA-F 的所有功能全部整合成一个程序模块，结构和流体流动理想化可使用截然不同的网格。它包含自由表面，使用任意拉格朗日欧拉公式（ALE ）。ADINA-FSI 已经成功运用于多个领域，譬如：汽车、工业和医学领域。以下是运用ADINA-FSI 的部分显著案例：

· ABS 防抱死系统分析；

·燃油泵分析；

·减震器分析；

·铁肺分析；

ABS 防抱死系统分析、刹车系统阻尼器分析

ADINA-M

ADINA-M 是ADINA-AUI 程序的一个附件，提供了立体建模的功能，通过ADINA-M 可在ADINA-AUI 程序中直接创建立体的几何图形。

此外，ADINA-M 基于Parasolid 核心，后者也被其他流行的CAD 系统所采用，譬如：Unigraphics 、SolidWorks 、SolidEdge 和Bentley Systems 。这些系统和其他基于Parasolid 的CAD 系统生成的立体几何图形可以直接通过ADINA-M 引入ADINA-AUI ，导入的Parasolid 部件可使用ADINA-M 附带的工具在ADINA-AUI 内进行修改。

右图所示为SolidWorks 中所创建的一个部件，通过ADINA-M 引入到ADINA-AUI 中，并且使用ADINA-AUI 的自动网格划分功能进行网格划分。

ADINA 程序提供了世界领先的、用于2D 和3D 固体应力分析以及静力学和动力学中结构分析的功能。分析对象可以是线性的或者非线性的，譬如：材料非线性特性的影响、巨大变形和接触条件。

ADINA 程序在接触分析方面具有超强的实力，正如图中所示对福特Windstar 的抗压分析。ADINA 程序为固体、桁架、梁、管道、金属板、壳体和缝隙提供了多样化和通用的有限元，材料模型有金属、土壤与岩石、塑料、橡胶、织物、木材、陶瓷和混凝土可选。ADINA 程序具有以下分析功能：

·有效的线性分析；

·小型和大型的变形、大型应变；

·弹塑性、徐变（Creep ）分析，包括热效果；

·屈曲和后屈曲（Post-buckling ）分析；

·静力学和动力学中的接触问题；

·大型系统的迭代算法；

·用于所有分析的高效却稀少的算法；

·静力学和动力学的子结构分析；

·分析过程中可增减单元；

·频率和模式的叠加；

·感应波谱、随机震动分析；

·线性化的屈曲分析；

·波的传播、冲击波分析；

·结构震动、谐波分析；

·声学的流体- 结构间相互作用；

·带裂纹传播的断裂力学；

·用户提供的单元、模型和载荷；

ADINA-T

ADINA-T 用来解决固体和结构中的热传递问题。它具有强大的特点，譬如：任意几何图形表面间的辐射、单元生死选项和高度非线性材料特性的功能。

涡轮外壳的温度场，对流边界条件。（：ADINA-T ）