LS-DYNA
以Lagrange為主演演算法的程序
LS-DYNA程序（現在最新版本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演演算法為主，兼有ALE和Euler演演算法；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后的回彈計算）；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，在該領域仍然無出其右者。
非線性動力學分析
多剛體動力學分析
准靜態分析（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
并行處理（SMP和MPP）
2.材料模式庫(140多種)
金屬
塑料
玻璃
泡沫
編製品
橡膠（人造橡膠）
複合材料
混凝土和土壤
炸藥
推進劑
粘性流體
用戶自定義材料
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
感測器
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
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演演算法選項；
?一階和二階精度的輸運演演算法；
?空白材料；
?Euler邊界條件：滑動或附著條件；
?聲學壓力演演算法；
?與Lagrange列式的薄殼單元、實體單元和梁單元的自動耦合。
9.SPH演演算法
SPH（Smoothed Particle Hydrodynamics）光順質點流體動力演演算法是一種無網格Lagrange演演算法，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演演算法可以解決許多常用演演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演演算法適用於超高速碰撞、靶板貫穿等過程的計算模擬，下圖是泰勒桿衝擊試驗模擬。
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，該演演算法限於非粘性和不可壓縮的附著流動。
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，可以與溫度相關，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，以及給定溫度邊界，它們可隨時間變化；給定初始溫度，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，過程式控制制有：
?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演演算法結構，在確保有限元演演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
多種控制選項和用戶子程序使得用戶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；
用戶自定義子程序；
二維問題可以人工控制互動式或自動重分網格（REZONE）；
重啟動；
資料庫輸出控制；
互動式實時圖形顯示；
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
16.支持的硬體平台
LS-DYNA960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-DYNA960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。
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；
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
LS-Dyna軟體許可證的調度和優化
Lanmantech公司研發的licManager 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體許可證本身授權機制的基礎上對許可證進行閑置識別、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。
基本信息
- 外文名
- LS-DYNA
- 主要演算法
- Lagrange演算法
- 結構
- 軍用和民用相結合的通用結構
- 分析方法
- 結構分析