【原创】ANSYS模型的Model Order Reduction（提高瞬态计算速度数百倍）

iomega · 发表于 2011-4-9 03:50:58

本帖最后由 iomega 于 2011-4-19 09:05 编辑

最近在做一些Fast simulation的工作，用到了Model Order Reduction (MOR),觉得十分有用，在这里推荐给大家，并且附上ANSYS 和Matlab的source code.现在最流行的MOR主要基于Krylov subspace projection method, 基本原理如下：
假设原来的linear system model的node数是N (NxN的矩阵）, N ~ 100000, 我们可以创建一个N x r 的矩阵，把原来NxN的矩阵project到 r x r的矩阵上去 (r<<N)，这样求解过程可以在这个小矩阵上完成，然后再把结果project回到原来的NxN的矩阵空间上去。
以下是源程序介绍：
(1) Example.mac: ANSYS mac file 用来建立一个三维的热传导模型，并加上载荷。用户必需设置文件里的SOLVE_OPTION变量。
取0时，输出模型的heat capacitance 和 heat conductance 矩阵(用HBMAT commands)，分别保存到C_File.dat和K_file.dat（Thermal load 也保存到K_File.dat）。
取1和2时分别做steady-state和transient simulation。

(2) MOR_ODE.m: matlab 程序，读取K_File.dat和C_file.dat进行MOR,并且和ANSYS 结果（ansys.dat,在Example.mac里SOLVE_OPTION＝2）的对比。用户必需设置Solver_Option = 1调用matlab的lu分解函数。（Solver_Option = 0 是使用external 的 MOR_MUMPS.exe程序做matrix factorization,速度可提高数倍。MOR_MUMPS.exe是自己写的C语言程序，用到了GNU MUMPS linear solver library和BLAS library, 需用GNU fortran 和 gcc 编译).

ANSYS模型的MOR步骤：
(1): 在ANSYS里建模，mesh,以及加载（不必求解）。
(2): 用HBMAT命令输出system matrice文件(Example.mac里有对应的code).
(3): 在Matlab里读入system matrice文件进行MOR(code在MOR_ODE.m里).
(4): 在Matlab里用ODE solver求解并project solution back 得到原模型上的解。
限制：模型必需是linear system response model.

ansys.dat 中包含了用ANSYS得到的MX和MN点的温度变化曲线，用来和MOR结果做比较。

下图显示了用matlab/MOR求解ANSYS模型结果和直接用ANSYS simulation的结果的比较，可以看出结果完全一样，求解速度提高400倍！

oyime · 发表于 2011-4-9 21:37:09

版主我们想念您啊没有你的这个版块真的是不完整的这个帖子绝对是精品，学习了。

wangyan43 · 发表于 2011-4-12 18:07:21

看得不太懂，还要细细研究。

201010202012 · 发表于 2011-5-11 16:15:06

这也行啊太强大了

semifree · 发表于 2011-5-16 14:33:21

研究下，谢谢楼主

Wdennisw · 发表于 2011-5-18 20:50:57

好例子，楼主辛苦！

Wdennisw · 发表于 2011-5-18 20:55:19

好例子，楼主辛苦！

LION_ARTHAS · 发表于 2011-5-24 21:42:22

本帖最后由 LION_ARTHAS 于 2011-5-24 21:44 编辑

帖子太耀眼了，对于我们这些搞散热的真是帮助太大了，节约了时间，提高了效率，如果这样映射了之后不影响收敛性那真是无敌了

顺便请教两个问题：
这个东东能用于WORKBENCH么？
另外版本有限制么，比如v13需要对应matlab2010之类的
非常感谢Ω版主

qq357492630 · 发表于 2011-5-26 19:19:21

版主你好，我现在有一个关于ansys热力耦合的很棘手的问题，急需要你的帮助，麻烦能留个QQ号码吗？（主要问题是一个点热源作用在各向同性的半无限体上，求它的应力分布，不知道点热源怎么加载，以及设置些什么参数）
时间很紧，麻烦版主多多帮助，非常感谢！！！！

微笑后的我 · 发表于 2011-6-17 12:27:32

高深，不懂，先旁观

瞻仰lz的英姿

postwar · 发表于 2011-6-21 23:52:05

matlab都行，太强大了，这个还真是第一次见到，学习了。

xukun0608 · 发表于 2011-7-4 15:16:13

谢谢楼主，很好的资料

guoyunfeihao · 发表于 2011-7-15 11:28:01

感觉很深奥啊，学习中

C丫丫 · 发表于 2011-11-16 14:52:29

瞻仰楼主的英姿。。。 +1

jiaqj066 · 发表于 2011-11-25 22:14:46

楼主是我学习的榜样！顶

tsw20031117 · 发表于 2011-11-28 22:29:11

mark留着以后研究！

xuhuan2011 · 发表于 2012-1-9 15:29:50

能用于workbench吗？

机自jzbin · 发表于 2012-1-11 11:25:09

虽然现在还不是很看得懂，做个mark，再回来研究这个问题

obome · 发表于 2012-3-22 18:28:54

恩，学习一下

leeshian · 发表于 2012-5-15 15:11:08

版主，这个方法确实不错，我现在也在用matlab调用ansys,但分析的是热-力耦合非线性问题，有可能通过这种途径实现吗？

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