强弱耦合

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耦合分析通常分两种方法:强耦合(或称紧耦合)和弱耦合(或称松耦合)。

第一种方法通过单元矩阵或荷载向量把耦合作用构造到控制方程中,然后对控制方程直接求解。

第二种方法是在每一步内分别对流体动力方程和结构动力方程一次求解,通过把第一个物理场的结果作为外荷载加于第二个物理场来实现两个场的耦合。

对于强耦合,其主要缺点就是在构造控制方程过程中常常不得不对问题进行某些简化,计算准确程度较难保证。

对于弱耦合,其优点是可以重新利用现有的通用流体和结构软件,并且可以分别对每一个软件单独地制定合适的求解方法,缺点是计算过程比较复杂。

强耦合比较适用于对耦合场的理论分析;弱耦合比较适用于对耦合场的数值计算。

---------------引自《弱耦合算法的实现及其应用》王彬工程力学2008
强耦合:固体(实际是弹性体)的变化引起的惯性力都需要考虑
弱耦合:流体与固体相当于分开,流体受到的载荷由固体变形折算
LS-DYNA可以支持平行运算,可以针对不同的系统(UNIX、Linux、Windows2000)进行平行处理运算,包含MPP (Massively Parallel)、SMP(Share Memory Parallel)。

透过以下文章您可以更深入的了解,LS-DYNA是如何做平行运算。

$13.2.1 LS-DYNA平行运算功能应用于电子产品结构分析
$13.2.1.1 前言
随着信息科技的进步,今日市面上个人计算机效能已有大幅度的提升。

以往许多只能依赖工作站执行的程序,皆可轻而易举地在个人PC上执行完成。

尽管如此,当面对一个庞大的程序时,工程师无不希望能有更快速有效率的执行环境。

因此,PC Cluster(PC 群组)的概念被提出之后,大型的程序设计纷纷采用这种方式以提高效率。

虽然每台PC个别的计算效率远低于大型计算机,但是PC 群组的整体效能却可比拟大型计算机甚至超越大型计算机。

平行运算实际上已经发展多年,而近年来也因为PC Cluster 成本低,效能渐渐可以超过大型计算机,于是被大量采用。

目前平行运算所采用的传输标准为MPI,MPI标准不但能够在许多大型平台使用,也可用在PC Cluster上,相信在不久的未来,其应用会更加广泛。

$13.2.1.2 何谓MPI
大量的平行运算对计算机而言,实际上是个非常复杂及花时间的过程,幸而有了第一个标准化Message Passing 平行语言-- MPI(Message Passing Interface)的发展,才得以实现。

MPI 依字面的意思可称为「讯息传输接口」。

从Ohio Supercomputer Center得到的解释是「可携带性平行程序」,可以使用在Fortran、C等语言撰写的程序上,并可以用在各种并行计算机间,尤其是分散内存(distributed memory)之环境。

LS-DYNA早于1993年发展平行运算之核心,并立即采用MPI之传输标准。

发展至今日,LS-DYNA配合平行运算的各项功能也更臻完善,其准确度及速度已广为学术界及商业界所认同(注1),本篇文章利用相同的有限元素模型来比较平行处理及单CPU运算结果,藉此文章使读者对LS-DYNA平行处理运算能力有初步的认识。

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