隐式 implicit计算中，矩阵求逆（matrix inversion）的问题

yespin

大家好。如题。
这次问题的背景是：整个模型是，对轮胎进行静力加载。本来是用ls-dyna默认的显式计算模型的，结果正确。但后来由于老师有额外要求，需要用隐式重新计算。
因此，我把显式计算时的原模型直接改用隐式来计算，添加了*CONTROL_IMPLICIT_GENERAL ,*CONTROL_IMPLICIT_AUTO等关键字。
然后，问题就出现了，message文件中的部分内容如下
         **************************************************
         *                          -  FATAL ERROR  -                                          *
         *                Numeric factorization error in sparse solver:              *
         *                  (N15) numerical factorization workspace                 *
         *                        overflow due to frontal matrix                           *
         **************************************************

         **************************************************
         *                                                                                                *
         *                 Errors during stiffness matrix inversion are               *
         *              often caused by one of the following problems:          *
         *                                                                                                *
         *                   1) Invalid material properties (negative                   *
         *                      Young's Modulus, zero yield stress...)                  *
         *                                                *
         *                    2) Inverted element from severe distortion.           *
         *                                                *
         *                    3) Rigid Body Modes.  Generally, three nodes        *
         *                         must be constrained in static analysis.              *
         *                                                                                                *
         *                        See the User's Manual for more information.     *
         *                                                                                                *
         **************************************************
    这几天查看了有关隐式与显式概念的帖，从中了解到，应该是由于隐式计算使用的方法跟显式的不同，所以导致用显式计算没问题而一旦转为隐式计算，刚度矩阵在求逆时就出现错误。
     所以在此，我想请问一下大家，隐式计算时，出现这一类有关矩阵的问题，大概的一个思考问题的方向是什么，比如说，
是由于模型中的单元类型不符合隐式计算；
是由于材料属性设置的问题；
......
还是说，出现这类型的问题会涉及到很多种原因？那，能不能指出其中主要的几种呢？如果可以的话，麻烦讲述一下其中几种常见的解决措施。谢谢。

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  目前不方便上传k文件，请见谅。   附件是本次计算问题的message，如果大家有时间，请进一步看一下。其中有警告信息说是内存空间memory不够（这个我尝试过人为地提高其数值，但还是没能解决），但我打算，先把上述矩阵问题搞定后，或许这个memory 的问题会随之消失。

yespin

目前自己尝试的思路是：
  调整几个隐式的关键字的输入变量，包括*CONTROL_IMPLICIT_AUTO , *CONTROL_IMPLICIT_SOLVER , *CONTROL_IMPLICIT_SOLUTION , *CONTROL_IMPLICIT_DYNAMICS 等 ，看一看通过调试其中的精度、线性非线性、ILIMIT 等变量的值，情况有没有改善。
  在上述的调整过程中，还出现了比较常见的收敛的问题，也正在留意这个问题。

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今天看到了这个帖子。问题的性质和我的似乎类似。http://forum.simwe.com/forum.php ... D155%26typeid%3D155

yespin

只怪之前没完全搜索到，不能充分看完论坛的旧帖子。今天一整天都在看帖子，目前发现和我这问题相关的帖子有几个。
1，显式与隐式中，矩阵的问题
http://forum.simwe.com/forum.php ... D155%26typeid%3D155
2，这个贴中提到接触、约束以及单元类型算法甚至是步长，（但目前确认自己的并不是接触问题，最可能的问题是约束）
http://forum.simwe.com/forum.php ... D155%26typeid%3D155
还有几个贴是关于做模态的，其中有提到隐式与显式的计算中，对于模型单元的一些要求，这个对于我自己的这个问题也似乎有些启发。
另外一个是昨天看到的，跟我的比较类似，可惜没有回应。
http://forum.simwe.com/forum.php ... D155%26typeid%3D155 似乎该帖中的解决方法没什么作用。
发这个贴主要是为自己这一天半的事做一个小结吧，可能这个贴的提问方式弄得不大好，但是我已经比较注意了，但限于现阶段水平（不给自己找太多借口了）。

johnzhoubo

这是我做隐式分析的设置，基本没问题。
*CONTROL_IMPLICIT_AUTO
$#   iauto    iteopt    itewin     dtmin     dtmax     dtexp
         1          100        20     0.000  0.100000     0.000
*CONTROL_IMPLICIT_GENERAL
$#  imflag       dt0    imform      nsbs       igs     cnstn      form    zero_v
         1           0.01         2         1         2         0         0         0
*CONTROL_IMPLICIT_DYNAMICS
$#   imass     gamma      beta    tdybir    tdydth    tdybur     irate
         1  0.600000  0.380000   0.00000   0.10000   0.15000         0
*CONTROL_IMPLICIT_SOLUTION
$#  nsolvr    ilimit    maxref     dctol     ectol     rctol     lstol    abstol
        12        10        20  0.011000     0.000     0.000     0.0001.0000E-15
$#   dnorm    diverg     istif   nlprint    nlnorm   d3itctl
         1         1         1         1         2         1
$#  arcctl    arcdir    arclen    arcmth    arcdmp
         0         0     0.000         1         2
*CONTROL_IMPLICIT_SOLVER
$#  lsolvr    lprint     negev     order      drcm    drcprm   autospc   autotol
         6         1         0         0         0     0.000         0     0.000
$#  lcpack
         2

yespin

johnzhoubo 发表于 2012-4-19 12:56
这是我做隐式分析的设置，基本没问题。
*CONTROL_IMPLICIT_AUTO
$#   iauto    iteopt    itewin     dtmin ...

你好，johnzhoubo。你给我的这5个隐式卡片，我也一直在使用，而且我这段时间也是不断在尝试调整这5个卡片里面的参数，例如
nsolvr ,lsolvr 等等，我试着能不能通过这样的方法来解决问题。但是苦于自己的隐式、静态以及线性的基础知识不牢固，所以在调节诸如
lsovr 、nsolvr、imass等参数的时候就觉得拿不准选择哪一个值。
我尝试用你给的这5个卡片参数设置来运行求解，发现计算的情况有一点点改善，但同时也对你的参数设置有些疑问：
1）你的nsolvr选择12，这个怎么理解？关键字手册里此项的选择只有1到9，这个我不明白。
2）你的maxref选了20，这个会不会太大了？关键字手册里提到推荐使用的值是5。
3）lsolvr的取值，用类型6的双精度直接求解，计算机运算很慢，而且所需内存不够，需要out-of-core模式；
但是我尝试用类型10等迭代方法，计算速度正常，没出现上述情况，但遇到收敛、负特征值等问题。
4）imass你选择了1，也就是动态分析，我一直采用的是默认的静态，非得要动态吗？这个我也是不怎么清楚。因为我对 动态dynamic与静态static分析 这两个概念的范围还是界定不了（虽然看了比较多的帖子，但以后我或许还要发帖请教一下具体的一个例子的静态、线性等问题）。
5）dctol的取值有什么根据？
以上是我目前的一些疑问，请johnzhoubo兄以及大家不吝赐教。

yespin

johnzhoubo 发表于 2012-4-19 12:56
这是我做隐式分析的设置，基本没问题。
*CONTROL_IMPLICIT_AUTO
$#   iauto    iteopt    itewin     dtmin ...

附件是我用楼上johnzhoubo建议的隐式卡片设置来对模型进行运算的messag，可是由于计算时，电脑实在太卡而使得其他工作无法进行，所以并没有计算完，只进行了大约10个小时，进行了4步隐式计算，请大家看一下，这种计算趋势能不能算完。（注：里面提到的负体积问题应该是因为模型
在显式转隐式时，我把其中的体单元以及壳单元类型做了修改，同时沙漏类型也从5改成了6，所导致了负体积的出现，与本问题应该没关系）

johnzhoubo

1.nsolvr=12是dyna公司隐式计算推荐的，新开发的，在关键字手册还没体现。
2.maxref选了20主要是针对难收敛的情况，避免不断减小时间步长。
3.lsolvr值也是dyna推荐的。
4.imass你选择了1，加了动态，因为我经常要处理复杂接触，开始加点动态好收敛，对结果影响也很小。
5.dctol，dnorm取1时dctol取0.01。
我的这些设置都是针对普通机械行业的，其他行业的可能不太一样，仅供参考。希望对你有所帮助。

yespin

johnzhoubo 发表于 2012-5-6 08:08
1.nsolvr=12是dyna公司隐式计算推荐的，新开发的，在关键字手册还没体现。
2.maxref选了20主要是针对难收敛 ...

嗯，谢谢，你之前的那些参数设置建议以及现在的这些说明对我的帮助很大。对于第1点和第4点我还真不知道，尤其是第4点，“加点动态好收敛”这个我目前真不甚理解，看来还是要自己多啃一下相关理论知识了，不然就无法跟上你们的步伐了。至于第1点提到的这个nsolvr=12是LSTC新开发的，应该是指，现在的9.71软件版本已经有的，只是关键字手册没及时更新，没有写出来而已吧？

gdyu_yu

yespin 发表于 2012-5-6 23:45
嗯，谢谢，你之前的那些参数设置建议以及现在的这些说明对我的帮助很大。对于第1点和第4点我还真不知道， ...

NSOLVR=12:Experimental nonlinear with BFGS updates + optional arclength

较新版本的用户手册有的。R6 或者还在不断更新的draft版都有。手册可以到lstc ftp下载。

johnzhoubo

看来要下个新版的手册了。
还有，如果接触不收敛的话可以试试 MORTAR 接触

yespin

johnzhoubo 发表于 2012-5-8 21:41
看来要下个新版的手册了。
还有，如果接触不收敛的话可以试试 MORTAR 接触

嗯，新版手册应该是时候要下了。
我这模型的接触问题，目前为止，倒不是十分突出。但是，请问一下，什么事mortar接触？这个单词很陌生。