02 AMS特征求解器的GUP加速－SIMULIA Abaqus  

  在A(yíng)baqus R2020xFD02/R2021xFD01中能夠在Windows HPC機器上啟用GPU加速，改善了Linux上的性能。在A(yíng)baqus R2022xFD02之后支持最新的英偉達Ampere card(A100),需要升級CUDA和MAGMA庫以支持A100。例一為Benchmark的葉輪模型，820萬(wàn)DOF，在Linux機器上提取86階模態(tài)結果，GPU顯著(zhù)提高了AMS特征求解器的性能。

  另外，GPU加速穩態(tài)動(dòng)力學(xué)SSD求解器。例二為整車(chē)模型，1750萬(wàn)DOF，分別運行在Linux和Windows機器上提取10900階模態(tài)結果，再進(jìn)行SSD仿真分析。

  03 迭代求解器（lterative Solver）功能增強－SIMULIA Abaqus  

  在A(yíng)baqusR2022xFD01中增加了非對稱(chēng)迭代求解器的新實(shí)現方式，使用新的Krylov迭代求解器，并增強了AMG代數多重網(wǎng)格預處理程序和MCP混合約束預處理程序來(lái)支持非對稱(chēng)求解，能夠處理明顯的非對稱(chēng)問(wèn)題。以發(fā)動(dòng)機模型為例，模型尺寸為5160萬(wàn)DOFs和3.65e+15 FLOPs，定義了多處的Tie約束、螺栓預緊力、摩擦系數為0.2的接觸對（罰函數法）和具有非線(xiàn)性法向行為的墊片，由于接觸摩擦產(chǎn)生的不對稱(chēng)效應是明顯的，執行UNSYMM=YES的靜力學(xué)分析。

  Abaqus子結構的功能增強  

  01 子結構數據庫設計－SIMULIA Abaqus 

  這個(gè)版本對子結構數據庫功能進(jìn)行了重大的重新設計，特別是:

• 取消了子結構庫.sup文件。子結構.sim文件現在是子結構數據庫的主文件。

• 您必須重新生成以前生成的所有子結構。

• 重新設計不會(huì )改變整個(gè)子結構工作流和結果。所有使用再生子結構的模型的運行方式與以前相同。

• 隨著(zhù).sup文件的取消，作為多個(gè)子結構容器的 "子結構庫 "的概念已經(jīng)過(guò)時(shí)。因此，每個(gè)子結構數據庫變成了一套完全獨立的使用子結構名稱(chēng)生成的文件。你可以復制、重命名和刪除這些文件。

  Keyword界面的改變包括：

• 與子結構庫相關(guān)的選項被刪除，如子結構復制*SUBSTRUCTURE COPY, 子結構刪除*SUBSTRUCTURE DELETE，以及子結構目錄*SUBSTRUCTURE DIRECTORY。
• 其他與子結構相關(guān)的選項(*SUBSTRUCTURE GENERATE和*ELEMENT) 仍然支持傳統的子結構庫ID命名規則，但有不同的含義：Library現在是子結構名稱(chēng)的前綴，id是后綴，結果子結構名稱(chēng)是library_Zn。這個(gè)規則保證了與現有輸入文件的向后兼容性。
• 新的參數可用于*SUBSTRUCTURE GENERATE和*ELEMENT選項，允許指定子結構的名稱(chēng)，該名稱(chēng)用于命名子結構數據庫文件。名稱(chēng)值可以是任何有效的名稱(chēng)，包括library_Zn。
• 目前支持新舊兩種命名規則。強烈建議使用新的命名規則。 

• 直接SSD分析與保留節點(diǎn)自由度相結合，在用戶(hù)指定頻率下生成基于頻率的子結構的算子。

• 子結構生成的分析在合并子結構數據庫中同時(shí)存儲基于頻率的子結構算子和常規子結構算子。

• 根據分析類(lèi)型和子結構屬性，使用一組或另一組算子。

• 可以在分布式內存并行 （DMP） 模式下生成基于頻率的子結構，以便在大型模型中實(shí)現更好的可擴展性。

  03 對非對稱(chēng)子結構的增強－SIMULIA Abaqus  

  在當前的子結構生成分析中無(wú)論是否使用對稱(chēng)或非對稱(chēng)求解器，都可以生成子結構解算器的對稱(chēng)、非對稱(chēng)或同時(shí)生成對稱(chēng)和非對稱(chēng)實(shí)例。

  引入了一個(gè)新的選項，用法上通過(guò)控制結構剛度矩陣的對稱(chēng)和非對稱(chēng)實(shí)例的比例，進(jìn)行參數化研究。此選項只允許在復雜頻率提取分析中使用。

  Abaqus接觸和約束功能增強  

  01 默認考慮接觸特征邊－SIMULIA Abaqus

  Abaqus/Explicit自動(dòng)選擇哪些邊要考慮接觸。提高了精確度和易用性，增加了少量(≈10%)額外的計算時(shí)間。在最近的版本中進(jìn)行了開(kāi)發(fā)和增強(現在默認情況下可以激活)。先前的默認值，僅考慮周長(cháng)邊和梁參考邊所在的接觸。

  02 Abaqus/Standard中通用接觸動(dòng)態(tài)分配接觸單元和節點(diǎn)－SIMULIA Abaqus  

  之前版本中針對接觸單元和節點(diǎn)的大規模靜態(tài)分配，由于它們中的大多數都是不激活的，顯著(zhù)影響了性能。如果靜態(tài)分配不足，偶爾會(huì )發(fā)出錯誤消息。Abaqus 2022 GA采用內部接觸單元和節點(diǎn)的動(dòng)態(tài)分配，避免了大量不激活的接觸單元和節點(diǎn)，通常性能會(huì )提高10% 到20%。

  當通用接觸面上節點(diǎn)的比例很大，而且接觸面節點(diǎn)的小部分在接觸中是激活的，此時(shí)性能的改善往往是最顯著(zhù)的。

  03 Abaqus/Standard中通用接觸中與分析步相關(guān)的接觸－SIMULIA Abaqus  

  此功能允許用戶(hù)為某一分析步暫停某個(gè)接觸，類(lèi)似于接觸對中已有的model change功能，但使用不同的關(guān)鍵字來(lái)表征。

  當需要在A(yíng)baqus2022GA通用接觸的模型級使用Contact Inclusions包含/引入接觸時(shí)，必須指定仿真中可能接觸區域的“包絡(luò )線(xiàn)”。在模型部分中指定接觸初始化，會(huì )延續到重新引入接觸的分析步中，但優(yōu)先使用在該分析步中指定的接觸初始化。當接觸重新引入時(shí)也可以對干涉配合進(jìn)行建模。在分析步級中不允許使用無(wú)應變節點(diǎn)調整。 

  04 Abaqus/Explicit改進(jìn)了含C3D10單元的約束功能－SIMULIA Abaqus  

  解決了以前版本中遇到的穩定性和準確性問(wèn)題，也避免了一些涉及C3D10單元的人為增加的質(zhì)量約束。例如Distributing coupling，基于面的TIE約束。使用C3D10單元的基于面TIE約束的實(shí)例對比如下：

  對于A(yíng)baqus/Explicit中10節點(diǎn)四面體單元，演示仿真模型中C3D10相對于C3D10M，增量減少約28%，每個(gè)增量的處理時(shí)間提高了12%，仿真時(shí)間提高了37%。 

  05 Abaqus/Explicit中約束的性能診斷－SIMULIA Abaqus  

  Abaqus/Explicit在大多數情況下能夠精確地執行約束，有時(shí)需要每個(gè)增量求解隱式方程，即通常小于12個(gè)變量的線(xiàn)性方程。然而重疊約束(和connectors)可能導致大量非線(xiàn)性系統方程。如果每個(gè)處理器由一個(gè)CPU處理，就降低性能和并行擴展。

  新的診斷方法主要處理大規模模型的案例。Abaqus/Explicit估算系統每次求解通過(guò)時(shí)的浮點(diǎn)操作(FLOPs)。在不同FLOP閾值處發(fā)布信息，警告或者錯誤消息。而且會(huì )控制將這種類(lèi)型的錯誤消息降級為警告消息。

  06 Abaqus/Explicit中非圓形截面梁的接觸增強－SIMULIA Abaqus  

  之前版本中已有梁截面的接觸處理方法，無(wú)論梁或桁架單元的實(shí)際截面是什么，梁和桁架單元的接觸邊都具有圓形截面。接觸邊的半徑等于截面周?chē)钔鈭A的半徑。新方法用于實(shí)現與實(shí)際橫截面的接觸行為。支持的梁截面包括多邊形截面（ARBITRARY，BOX，HEX，I，L，RECT，TRAPEZIOD）和圓形截面（CIRC和PIPE）

  07 Abaqus/Standard電自由度的界面電導和擴散－SIMULIA Abaqus  

  之前版本中無(wú)論接觸開(kāi)啟或閉合默認使用零的界面傳導。新版本中閉合狀態(tài)的接觸界面具有高的界面傳導，自動(dòng)選擇數值來(lái)仿真計算。開(kāi)啟狀態(tài)的接觸界面默認為零的界面傳導。

  Abaqus/Explicit技術(shù)和性能增強  

  01 Co-Simulation功能增強－SIMULIA Abaqus

  增強的G&C算法現在可以在并行的耦合端運行。目的是處理結構到結構的強耦合，使用Standard+Explicit耦合和Simpack+Explicit 耦合。當耦合端子循環(huán)時(shí)，性能得到提高。小時(shí)的間增量的耦合端現在僅在目標時(shí)間點(diǎn)處隨著(zhù)指向交互。而且改進(jìn)了映射性能。

  聯(lián)合仿真引擎(CSE)的并行化正在不斷發(fā)展。對于R2022xHF1，耦合端程序可以并行注冊協(xié)同仿真區域，并行交換數據。因此，耦合端不再需要通過(guò)單個(gè)進(jìn)程收集并與CSE進(jìn)行接口。

  02 Hybrid Message Parallelism (HMP)并行功能增強－SIMULIA Abaqus  

  首先快速回顧一下HMP用法：abaqus -cpus N -threads_per_mpi_process T -input …。新版中提高了高核數下的性能。成功測試了8000核的HMP。而且提高了MPI在DMP和HMP模式下的性能，及double=constraint執行的性能。進(jìn)一步降低了packager的內存消耗，可以在節點(diǎn)上使用大約256GB內存處理7500萬(wàn)單元的模型。以Abaqus/Explicit 手機跌落模型測試為例，手機從1米高度跌落至堅硬的地板上，仿真周期:為沖擊后1ms，模型中Contact, plasticity, 和failure models呈現非線(xiàn)性行為。HMP通常在Intel處理器上執行DMP。HMP使更高內核的使用更具吸引力。

  豐田Venza整車(chē)碰撞模型(e13.inp)的并行實(shí)例中，500萬(wàn)單元，2900萬(wàn)DOF，模擬在時(shí)速35mph下碰撞40ms的時(shí)間，使用硬件環(huán)境為Intel Broadwell E5 2680 V4 2.4GHz 進(jìn)行單精度計算。每個(gè)版本中都有性能的改進(jìn)。