迭代第 i 次斜率的评估 - Newton-Raphson 方法
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2021-12-05 22:53:33
2个回答
我不能专门代表 ANSYS,但牛顿方法中最受欢迎的家族之一是 Newton-Krylov 方法。在更高维度上,在这种情况下,必须使用雅可比矩阵或刚度矩阵来求解线性系统。基于 Krylov 的方法是牛顿方法的一种流行方法,因为 Krylov 方法实际上不需要您知道整个刚度矩阵,您只需能够计算刚度矩阵与向量的乘积。这可以用有限差分来近似,如下所示:
在哪里是雅可比矩阵在. 这对这些求解器非常有用,因为通过使用 Krylov 方法来求解牛顿中的线性问题,您不必显式计算雅可比矩阵。
同样,这不是 ANSYS 特有的,但这是一种非常灵活的流行实现,可以容纳许多特定于问题的特性来提高性能。
所采用的斜率是模型中呈现的方程的线性化版本。线性化通常是通过去除非线性部分来实现的:而不是使用它们的微分表达式. 如图所示。那个差有问题的可以通过插值技术计算,这是一个单独的(复杂的)任务。然后你用通常的方法(线性代数方法)求解方程。然后在找到解决方案后,再次重新计算所有差异。等等。
但他们也使用令人困惑的词。即“力”。实际上使用了力,但在数值方法中,它是特殊的“力”,在优化算法中,不存在实际力。而现有的“精确”系统被具有移动“点”的微分系统所取代,例如所谓的“重球模型”。
如果他们正在解决优化问题,例如在系统中找到平衡点,那么不要将这些“力”误解为实际的机械力。
还要注意,在特殊应用中,不需要知道系统的稳定区域,而是了解该区域的边界。因此优化/非线性求解算法可以将“能量泵送”引入系统,以找出最大波动点。当然,它可能被选择(或可能不)类似于控制机械方程的实际牛顿定律。这种“泵送”也与实际物理学没有任何关系,而是一组源于动力系统理论的方法。
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