焊接热模拟
溶接熱シミュレーション
理论与物理
概述
老师！今天要讲焊接热模拟对吧？那是什么内容呢？
Goldak双椭球热源焊接热输入模型。用于预测熔池形状、热影响区宽度和残余应力。
哦~，双椭球热源焊接的话题，太有意思了！请再多讲一些。
控制方程
$$ q(r) = \frac{6\sqrt{3}Q}{abc\pi\sqrt{\pi}}\exp\left(-3\frac{x^2}{a^2}-3\frac{y^2}{b^2}-3\frac{z^2}{c^2}\right) $$
$$ Q = \eta V I $$
也就是说，如果在焊接热模拟这里偷懒，之后会吃苦头对吧。我铭记在心！
离散化方法
这个方程，在计算机上实际是怎么求解的呢？
使用有限元法（FEM）进行空间离散化。组装单元刚度矩阵，构建整体刚度方程。
矩阵求解算法
矩阵求解算法，具体是指什么呢？
通过直接法（LU分解、Cholesky分解）或迭代法（CG法、GMRES法）求解联立方程。对于大规模问题，带预处理的迭代法很有效。
| 求解器 | 分类 | 内存使用量 | 适用规模 |
|---|---|---|---|
| LU分解 | 直接法 | O(n²) | 小~中规模 |
| Cholesky分解 | 直接法（对称正定） | O(n²) | 小~中规模 |
| PCG法 | 迭代法 | O(n) | 大规模 |
| GMRES法 | 迭代法 | O(n·m) | 大规模·非对称 |
| AMG预处理 | 预处理 | O(n) | 超大规模 |
也就是说，如果在有限元法这里偷懒，之后会吃苦头对吧。我铭记在心！
商用工具中的实现
那么，做焊接热模拟可以用哪些软件呢？
| 工具名称 | 开发商/现状 | 主要文件格式 |
|---|---|---|
| Ansys Fluent | Ansys Inc. | .cas, .dat, .msh, .jou |
| Simcenter STAR-CCM+ | Siemens Digital Industries Software | .sim, .java, .csv |
| Abaqus FEA (SIMULIA) | Dassault Systèmes SIMULIA | .inp, .odb, .cae, .sta, .msg |
| Ansys Mechanical (旧ANSYS Structural) | Ansys Inc. | .cdb, .rst, .db, .ans, .mac |
| COMSOL Multiphysics | COMSOL AB | .mph |
供应商谱系与产品整合历程
各个软件的诞生过程，是不是挺有戏剧性的？
Ansys Fluent
接下来是Ansys Fluent的内容对吧？讲什么呢？
Simcenter STAR-CCM+
接下来是Simcenter STAR的内容对吧？讲什么呢？
听到这里，终于明白开发为什么重要了！
Abaqus FEA (SIMULIA)
Abaqus FEA，具体是指什么呢？
1978年由HKS (Hibbitt, Karlsson & Sorensen) 开发。2005年被Dassault Systèmes收购，并整合到SIMULIA品牌。
当前所属: Dassault Systèmes SIMULIA
哦~，开发的话题，太有意思了！请再多讲一些。
文件格式与互操作性
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