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LS-DYNA
鎖定
LS-DYNA程序（最新版本17.2版）是功能齊全的幾何非線性（大位移、大轉動和大應變）、材料非線性（140多種材料動態模型）和接觸非線性（50多種）程序。它以Lagrange算法為主，兼有ALE和Euler算法；以顯式求解為主，兼有隱式求解功能；以結構分析為主，兼有熱分析、流體-結構耦合功能；以非線性動力分析為主，兼有靜力分析功能（如動力分析前的預應力計算和薄板衝壓成型後的回彈計算）；軍用和民用相結合的通用結構分析非線性有限元程序，是顯式動力學程序的鼻祖和先驅。
- 中文名
- LS-DYNA
- 主要算法
- Lagrange算法
- 分析方法
- 結構分析
- 結 構
- 軍用和民用相結合的通用結構
LS-DYNA功能特點
1. 分析能力
· 非線性動力學分析
· 多剛體動力學分析
· 準靜態分析（鈑金成型等）
· 熱分析
· 結構-熱耦合分析
· 流體分析：
歐拉方式
任意拉格朗日-歐拉（ALE）
流體-結構相互作用
不可壓縮流體CFD分析
· 有限元-多剛體動力學耦合分析 （MADYMO，CAL3D）
· 水下衝擊
· 失效分析
· 裂紋擴展分析
· 實時聲場分析
· 設計優化
· 隱式回彈
· 多物理場耦合分析
· 自適應網格重劃
·並行處理（SMP和MPP）
2.材料模式庫(140多種)
· 金屬
· 塑料
· 玻璃
· 泡沫
· 編制品
· 橡膠（人造橡膠）
· 蜂窩材料
· 複合材料
· 混凝土和土壤
· 炸藥
· 推進劑
· 粘性流體
· 用户自定義材料
3.單元庫
· 體單元
· 薄/厚殼單元
· 梁單元
· 焊接單元
· 離散單元
· 束和索單元
· 安全帶單元
· 節點質量單元
· SPH單元
4.接觸方式(50多種)
· 柔體對柔體接觸
·柔體對剛體接觸
·剛體對剛體接觸
·邊-邊接觸
·侵蝕接觸
·充氣模型
·約束面
·剛牆面
·拉延筋
5.汽車行業的專門功能
·安全帶
·滑環
·預緊器
·牽引器
·傳感器
·加速計
·氣囊
·混合III型假人模型
6.初始條件、載荷和約束功能
·初始速度、初應力、初應變、初始動量（模擬脈衝載荷）；
·高能炸藥起爆；
·節點載荷、壓力載荷、體力載荷、熱載荷、重力載荷；
·循環約束、對稱約束（帶失效）、無反射邊界；
·給定節點運動（速度、加速度或位移）、節點約束；
·鉚接、焊接（點焊、對焊、角焊）；
·二個剛性體之間的連接－球形連接、旋轉連接、柱形連接、平面連接、萬向連接、平移連接；
·位移/轉動之間的線性約束、殼單元邊與固體單元之間的固連；
·帶失效的節點固連。
7.自適應網格剖分功能
自動剖分網格技術通常用於薄板衝壓變形模擬、薄壁結構受壓屈曲、三維鍛壓問題等大變形情況，使彎曲變形嚴重的區域皺紋更加清晰準確。
對於三維鍛壓問題，LS-DYNA主要有兩種方法：自適應網格剖分和任意拉格朗日-歐拉網格（ALE）網格進行Rezoning，三維自適應網格剖分採用的是四面體單元。
8. ALE和Euler列式
ALE列式和Euler列式可以克服單元嚴重畸變引起的數值計算困難，並實現流體-固體耦合的動態分析。在LS-DYNA程序中ALE和Euler列式有以下功能：
·多物質的Euler單元，可達20種材料；
·若干種Smoothing算法選項；
·一階和二階精度的輸運算法；
·空白材料；
·Euler邊界條件：滑動或附着條件；
·聲學壓力算法；
·與Lagrange列式的薄殼單元、實體單元和梁單元的自動耦合。
9.SPH算法
SPH（Smoothed Particle Hydrodynamics）光順質點流體動力算法是一種無網格Lagrange算法，最早用於模擬天體物理問題，後來發現解決其它物理問題也是非常有用的工具，如連續體結構的解體、碎裂、固體的層裂、脆性斷裂等。SPH算法可以解決許多常用算法解決不了的問題，是一種非常簡單方便的解決動力學問題的研究方法。由於它是無網格的，它可以用於研究很大的不規則結構。
SPH算法適用於超高速碰撞、靶板貫穿等過程的計算模擬。
10.邊界元法
LS-DYNA程序採用邊界元法BEM（Boundary Element Method）求解流體繞剛體或變形體的穩態或瞬態流動，該算法限於非粘性和不可壓縮的附着流動。
11.隱式求解
用於非線性結構靜動力分析，包括結構固有頻率和振型計算。LS-DYNA中可以交替使用隱式求解和顯式求解，進行薄板衝壓成型的回彈計算、結構動力分析之前施加預應力等。
12.熱分析
LS-DYNA程序有二維和三維熱分析模塊，可以獨立運算，也可以與結構分析耦合，可進行穩態熱分析，也可進行瞬態熱分析，用於非線性熱傳導、靜電場分析和滲流計算。
熱傳導單元：8節點六面體單元（3D），4節點四邊形單元（2D）；
材料類型：各向同性、正交異性熱傳導材料，可以與温度相關，以及各向同性熱傳導材料的相變；
邊界條件：給定熱流flux邊界，對流convection邊界，輻射radiation邊界，以及給定温度邊界，它們可隨時間變化；給定初始温度，可計算二個物體接觸界面的熱傳導和熱輻射，給定材料內部熱生成（給定熱源）；
熱分析採用隱式求解方法，過程控制有：
·穩態分析還是瞬態分析；
·線性問題還是非線性問題；
·時間積分法：Crank-Nicholson法（a=0.5）和向後差分法（ a=1）；
·求解器：直接法或迭代法；
·自動時步長控制。
13.不可壓縮流場分析
LS-DYNA不可壓縮流求解器是960版新增加的功能，用於模擬分析瞬態、不可壓、粘性流體動力學現象。求解器中採用了超級計算機的算法結構，在確保有限元算法優點的同時計算性能得到大幅度提高，從而在廣泛的流體力學領域具有很強的適用性。
14.多功能控制選項
·多種控制選項和用户子程序使得用户在定義和分析問題時有很大的靈活性。
·輸入文件可分成多個子文件；
·用户自定義子程序；
·二維問題可以人工控制交互式或自動重分網格（REZONE）；
·重啓動；
·數據庫輸出控制；
·交互式實時圖形顯示；
·開關控制-可監視計算過程的狀態；
·對32位計算機可進行雙精度分析。
15.前後處理功能
LS-DYNA利用ANSYS、LS-INGRID、ETA/FEMB及LS-POST強大的前後處理模塊，具有多種自動網格劃分選擇，並可與大多數的CAD/CAE軟件集成並有接口。
後處理：結果的彩色等值線顯示、梯度顯示、矢量顯示、等值面、粒子流跡顯示、立體切片、透明及半透明顯示；變形顯示及各種動畫顯示；圖形的PS、TIFF及HPGL格式輸出與轉換等。
16.支持的硬件平台
LS-DYNA 960版的SMP版本和MPP版本是同時發行的。MPP版本使一項任務可同時在多台分佈計算機上進行計算，從而最大限度地利用已有計算設備，大幅度減少計算時間。計算效率隨計算機數目增多而顯著提高。
LS-DYNA 960版的SMP版本和MPP版本可以在PC機（NT、LINUX環境）、UNIX工作站、超級計算機上運行。
LS-DYNA應用領域
汽車工業
¨ 碰撞分析
¨ 氣囊設計
¨ 乘客被動安全
¨ 部件加工
航空航天
¨ 鳥撞；
¨ 葉片包容；
¨ 飛機結構衝擊動力分析；
¨ 碰撞，墜毀；
¨ 衝擊爆炸及動態載荷；
¨ 火箭級間分離模擬分析；
¨ 宇宙垃圾碰撞；
¨ 特種複合材料設計
製造業
¨ 衝壓
¨ 鍛造
¨ 鑄造
¨ 切割,等
建築業
¨ 地震安全
¨ 混凝土結構
¨ 爆破拆除
¨ 公路橋樑設計
國防
¨ 內彈道和終點彈道；
¨ 裝甲和反裝甲系統；
¨ 穿甲彈與破甲彈設計；
¨ 戰鬥部結構設計；
¨ 衝擊波傳播；
¨ 侵徹與開坑；
¨ 空氣，水與土壤中爆炸；
¨ 核廢料容器設計，等
電子領域
¨ 跌落分析
¨ 包裝設計
¨ 熱分析
¨ 電子封裝
石油工業
¨ 液體晃動；
¨ 完井射孔；
¨ 管道設計；
¨ 爆炸切割；
¨ 事故模擬；
¨ 海上平台設計
其它應用
玻璃成型
生物醫學
LS-DYNA調度優化
LS-Dyna軟件許可證的調度和優化
Lanmantech公司研發的licManager
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產品充分研究識別IBMLUM及其他主流授權機制並利用LMT核心計算模式在不影響軟件許可證本身授權機制的基礎上對許可證進行閒置識別、資源調度從而提高許可證的使用率。它的解決方案已被多家世界500強企業所採用。並且可以為企業節省30%左右的許可證費用。
- 參考資料
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- 1. 《醫療衞生裝備》2003年第S1期 作者：李曙光,金乾坤,凌峯,付祥林,張治剛,範立冬
- 2. 許可證優化試用端口 ．lanmantech．2013-01-01[引用日期2014-04-09]
