对time increment的根本理解

zyxie

abaqus的step里有maximum number of increment、initial increment、minimum increment 、maximum increment四个量许多网友不知怎样设置合理，合理设置是建立在深刻理解基础上的。
      要理解这个问题，首先需要了解abaqus的计算过程和有限元计算收敛性问题，abaqus首先用initial值输入进行叠代计算，如果计算结果收敛，则继续以这个值代入计算下一步，如果不收敛，则自动减小时间步长（time increment）重新计算直到收敛然后计算下一步。
       但是如果时间步长减小到最小值minimum时计算结果还是不收敛，则abaqus将停止计算，由此可知maximum值和minimum值分别是abaqus在收敛计算时时间步长的上下限，同时total time=求和(time increment*number)，当时间步长很小时，需要计算的步数number相应增大(电脑计算花的时间也随之增大)，因此number一般要设置较大值。minimum并不是越小越好，因为1)number即计算时间增大2)abaqus计算精度约在10^(-5),当时间步长小于这个值，计算结果已经没什么意义了。
      有限元计算收敛性与（最小空间步长/时间步长）值有关，若minimum设为10^(-5),还是不收敛，可适当减小空间步长（即把网格画细点），当然还有一些其他办法，如果实在计算不了，也许是模型本身有点问题，或改为显示explicit计算
     总而言之，maximun number要适当设置较大值，initial可适当改小（如-2，-3量级），minimum（-5量级）不要修改，maximum值影响不大，可不改

aresaran

两位朋友已经做了很好的总结，不过关于minimum time increment=10^5的这个问题，ydliu_zn的理解是对的。

1 .abaqus doc中的10^5是defalt值而已;

2.精度和科学计数法是两回事:
假如单精度的有效数字范围是10^5,是指有效数字不超过数点后5位,
比如0.1234567就是0.12345,因为后面2位无法存储;
科学技术法:0.12e-30, e前面的算作有效数字,后面的多大都可以,
比如0.1234567...e-10
0.12345e-10是有效的，后面的0.0000067e-10是系统随机分配的数据,是无意义的.

3.所以，minimum time increment＝1.e-10 或者更小都是可以接受的。

4.另外,minimum time increment是根据具体问题具体分析,abaqus的 "analysis convergence control"里面也是这样的思想;

5.当然doc中有说明：min time increment是有一个下限的，低于它，系统就不稳定，abaqus的自动时间积分算法将停止。abaqus有对于瞬态问题给出一个理论公式;这个下限和模型的网格尺寸有关，是正比关系。网格细分，则相应min time increment可以表小

6.对于max time increment，abaqus没有要求，只要保证计算的稳定性就可以咯。
因为计算精度有tolerance and residual保证

[ 本帖最后由 aresaran 于 2006-10-24 06:37 编辑 ]

hezhiyuan

对于楼上的一些见解有不同看法:
1、计算收敛后，步长会增大至1.5倍继续计算，直至达到最大步长。
2、单精度浮点计算的精度已经超过1e-5，并非abaqus的精度达不到1e-5。而是你设置的一个收敛的阈值。只要设置小一点，1e-8也照样计算。
3、在explicit当中，最小时间是按照波速来计算的，与网格尺寸有关。但是在standard当中，没有时间概念，计算不收敛是因为载荷的问题，而不是时间的问题，细化网格没用。

另外，收敛问题90%不是步长问题，你要检查msg文件，看看不收敛到底是哪里造成的。很多人只知道细化网格却不知道去看看提示信息。

ehe12

我瞎搞了一下午,居然收敛了,不过是莫名其妙的收敛了,我还是不明白这里面的道理.
我把我的数据给出来,大侠们根据我的数据再给我解释一下呢?
我细化网格以后,
1. time period: 300, initial: 0.001, minimum: 1e-1 ...
popo10 发表于 2006-10-26 04:22

你的第一个设置很可能就出现问题。因为INITIAL设置了0.001，而TIME PERIOD设置300，这样ABAQUS第一步从你设置的INITIAL开始，也就是0.001，一步步计算，当计算收敛，就增加步长，比如0.001增加到0.002，这样子逐步增加。你的材料曲线可能比较不平？于是中间可能出现不平而调低计算步长。这样100000步计算完之后可能整条曲线还没走完，于是当然提示TOO MUCH INCREMENTS NEEDED。这不是说就不收敛，而可能是你设置的步数不够多，当已经计算完10万步之后程序自然就停止了。

你的第二个设置，初始步长为1，可能一下子把材料曲线初始时比较大变化的一部分都给跳过去了，于是ABAQUS会根据初始步长适当增长，每一步步长为1这么计算，很容易把可能不收敛的地方跳过去了，接下去的计算自然就很可能收敛了。但这样的计算有可能是不对的。

我的建议是，
1. 按比例在你的材料曲线上仔细查一下，看是否有比较陡峭的部分，有的话能否想法子让它平整一点，比如说前面的1/100多输几个点进去，让曲线光滑。
2. 在设置一里调整步数，看最终能否收敛，如果能证明你的模型应该是正确的。
3. 尽量多体会一下时间步的概念吧。假如是在静定情况下，时间步长跟时间是没有任何关联的，它代表的只是一个虚拟的时间概念，它的作用是表述一个加载的过程。所以时间设置为1和设置为300是没有任何区别的，假如你的初始步长和最大最小时间步都按比例来设定的话。
时间步长代表的其实就是你的材料曲线的走向。因此材料曲线越光滑就越容易收敛。当然收敛问题跟结构形状，接触，网格划分等等也有密切的关系。所以不收敛的话就要对每个方面都进行检查。

稻香

本人刚通过一个例子对time increment进行了实验，得出的结论是initial increment对计算时间的影响比较大。
同一个模型：1.initial increment设置成0.001时，用时24456秒
           2.initial increment设置成1时，用时3400.9秒
而他们计算得到的结果是完全一样的
结论：当模型本身的收敛性比较好时，可以将初始的增量步适当的设大些，这样可以极大的节约计算成本，min increment可以选用缺省值。

popo10

我瞎搞了一下午,居然收敛了,不过是莫名其妙的收敛了,我还是不明白这里面的道理.
我把我的数据给出来,大侠们根据我的数据再给我解释一下呢?
我细化网格以后,
1. time period: 300, initial: 0.001, minimum: 1e-10, maximum: 1, maximum number of increments: 100000 结果: 不收敛, 说too much increments needed
2. time period: 100, initial: 1, minimum: 0.0001, maximum: 10, maximum number of increments: 100000 结果: 收敛.
真的看不出这里面的关系,似乎第一次各个数据都很小,应该更容易收敛才对啊?

[ 本帖最后由 popo10 于 2006-10-26 04:23 编辑 ]

franky_chen7576

不错不错，受益菲浅阿。谢谢楼上的兄弟了！

aba_aba

写得很精辟。  

zyxie 最近发了不少好贴，再多来点吧。

popo10

太谢谢了!这下子清楚多了!困扰了我好长时间.

popo10

理论上大概有了一个概念,可是具体操作还是有一些问题,就我的情况来说,似乎我只要改动的出现不收敛了,就怎么改也好不了了,不管minimum取多小.
我现在的模型重新细化网格以后大概13,000个单元,是2D的问题,应该是一个很小的模型,可是minimum已经是1e-10了,还是不收敛.难道是楼上各位说的模型本身的问题?

dava

大家所说的是一般情况下abaqus的increment设置问题和相关意义，可以当作理论依据。依照你的实际情况，模型的收敛性一定不太好，想得到比较好的结果最好在其他方面找找原因，比如考虑一下是否在mesh、接触上有问题，或者模型本身的非线性造成了收敛困难等等。只靠修改increment是有风险性的，不那么保险

yangzhaolp

time period 是什么意思？如何去定义的。在手册上说如果不定义，default value is one .（对于static)

shock111

原帖由 zyxie 于 2006-10-23 20:43 发表
abaqus的step里有maximum number of increment、initial increment、minimum increment 、maximum increment四个量许多网友不知怎样设置合理，合理设置是建立在深刻理解基础上的。
      要理解这个问题，首先 ...

这里提到的计算精度为10(-5)，来自哪里的？学习一下

sunsion

收敛的问题 好像每次出现都很头大

谢谢 高手们的精辟解释

觉得是最小时间步长好像和精度没有这么直接的联系吧

“abaqus计算精度约在10^(-5),当时间步长小于这个值，计算结果已经没什么意义了”

pearce

LZ写的精辟，大家讨论的也精辟，学了不少。

LHphoenix

正被收敛问题搞得头大

bloodcici

嘿嘿，不错不错

cyhhlg

一直很困惑这个东西，谢谢楼主了，这次一定好好学习

luyongjie

喜欢

gaofengflac

:D :D thank you

lanmao2006

隐性计算时好象可以调整这些参数
可是我做显性计算时好象不能调这些参数吧

还有Job里的时间增量步好多从1,2,。。。。。
我做显性的是从142，512，。。。。。。
这是怎么回事呢

这些增量步可以调么，请高手指教！！！！！！！！！！！

hxbhwj

不错不错，受益菲浅阿。谢谢楼上的兄弟了！

甲子

收益非浅呀