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MSC Dytran 数值仿真
MSC Dytran——专门适用于高速瞬态非线性动力和瞬态流固耦合问题的数值仿真

MSC Dytran 是MSC.Software 公司的核心产品之一, 专门适用于高速瞬态非线性动力问题, 瞬态流固耦合问题的数值仿真。

从1988年开始, MSC在结构瞬态动力响应软件DYNA3D框架下开发了MSC Dyna并于1990年发布了第一个版本。该程序继承了DYNA3D优异的快速显式积分算法和丰富的材料模式, 采用MSC.Nastran的输入数据格式, 可用于分析各种非线性瞬态响应, 如高速撞击、 接触摩擦、冲压成型等。

1993年MSC发布了MSC Dytran的第一个商业版本。该产品集MSC.Dyna和MSC.PISCES 3D之大成, 拉格朗日和欧拉算法优势互补, 成为第一个能够模拟复杂流固耦合问题、高度非线性、瞬态动力响应的大型商用软件，适合于模拟国防军工领域常见的爆炸、穿甲等流固耦合问题, 在国防、 航空航天、核安全、石化等领域有广泛应用。在随后的发展中, MSC Dytran在单元库、 数据结构、 前后处理等方面与MSC的旗舰产品MSC Nastran趋于一致。

在问世的十余年中, MSC Dytran历经无数航空、 航天、 汽车、造船、铁路、国防、核工业等领域科研和工程项目考验。该软件的开发环境经过ISO认证, 每天都要通过500个以上例题的自动测试以保证程序的可靠性和稳定性。2003年MSC.Software公司与LSTC公司达成全球战略合作协议，将LS-DYNA程序完全集成入MSC Dytran。此功能在Windows, UNIX和Linux操作系统上均可方便实现。计算高效，求解稳定。MSC将最强的Lagrange技术与最强的Euler、耦合技术相结合，形成功能最为强大的非线性显式有限元软件。

Dytran 2008r1 新功能
Dytran 2008 r1主要亮点包括:

• 欧拉网格的几何边界条件

直接通过定义一个方形小平面内的矢量的方式来定义欧拉域边界面上的流场边界条件利用这一功能能够方便地改变网格密度而不需要重新进行边界条件定义。

• 一维球对称方法

通过首先按照一维问题进行压力分布的计算然后再映射到三维模型，该方法能够极大地提高爆炸分析的压力初始化的速度。使用该方法，用户不在需要象以往那样为了准确地捕捉压力波的初始传播过程而构建高密度的三维网格

• “静态” Archive文件输出

利用该功能能够方便地对使用自适应欧拉网格的计算结果进行后处理，以往这类模型的计算结果因为涉及多个输出文件而不是很方便 output files.

• 非均匀的“盒形”欧拉网格自动生成器

该功能使得在感兴趣的区域及周围区域采用不同的网格密度的手段更加灵活

• 粘性摩擦

用于模拟诸如泥土与轮胎之间相互作用过程中的粘性效应.

Dytran 2007 r1 版提供的新功能使得几个关键领域的计算效率大大提高，包括：分级非均匀网格的采用，欧拉求解器性能的改善，以及其它若干项模拟方法的改进。新版本主要的功能增强如下所述，更多信息详见Dytran 2007 r1 Release Guide。

分级密度欧拉网格（非协调网格）: Dytran 2007 r1允许采用节点不协调的欧拉网格，在某个位置上一边的网格单元数量与另外一边不一致，一个单元可与另外一边的几个单元相联，也就是说，可以把一个细密网格与一个较粗的网格相粘接。这一功能大大增强了建模时网格划分的灵活性，尤其对于那些仅仅在局部区域采用非均匀网格进行细化的模型。这一功能会给那些流固耦合方面的重要应用，诸如气囊，液体容器晃动及爆炸等等带来极大的好处。

非均匀欧拉网格生成器: 当运用用欧拉网格生成器MESH卡来定义欧拉网格并采用BOX选项时，在以往的版本中只能使用均匀的单元尺寸。在新版本中允许使用不均匀的单元尺寸，通过设置一个最大单元尺寸和最小单元尺寸的倾斜比率来实现。这样就提供了另外一种能够使建模更加灵活的方法。此外它还可与非协调网格一起使用。该功能对水下爆炸模拟很有用处。

新的静止耦合面算法使计算速度提高: 流固耦合计算非常耗费机时。新版本中对于耦合面处于静止的情况进行了算法上的改进，使得计算速度可以提高到3倍。这方面功能的改进可使油箱晃动一类的问题从中受益。

轴对称问题的快速算法

最新版本中可把轴对称计算模型从3维问题经过简化修正为平面问题，大大提高计算速度。

海运与水下爆炸方面的应用——静水压力边界条件
新版本中可以直接定义静水压力边界条件，以此来对欧拉网格进行压力初始化。这样就改变了以往需要通过施加重力场来模拟初始压力状态的做法，使建模和分析变得较为简单。

塑料瓶加工 新版本中引入了用于模拟计量压力的新方法，可用于当瓶子缩短而流体体积又在受载情况下扩大的情况。

具有预应力的混凝土结构的模拟 在结构受到爆炸压力或其它种类的动力载荷作用前先模拟其预应力状态。

分层附面层模型 用于由结构表面摩擦引起的粘性效应等问题。

再启动功能改进 直接输入前一次计算结果（通过ARC文件）对模型的物理状态进行初始化。利用该功能能够更加方便地进行预应力问题等等的分析，大大节省时间。

Dytran软件支持所有主要的UNIX, Linux及Windows平台。为了增强易用性，保持与其它建模软件的相容性并使模型可重复使用，Dytran的模型输入数据采用与标准的NASTRAN BDF文件的格式。 Nastran™ 的隐式非线性分析的结果可直接用于在进行瞬态动力学分析之前对结构进行应力初始化，从而加快计算速度。

同时Dytran与Patran® 通过 Patran Dytran Preference 模块紧密集成，使得用户能够使用PATRAN的高级有限元建模功能完成一系列的前后处理工作。Dytran还支持与CEI EnSight的接口以增强对计算结果进行可视化后处理的能力，以便用户更好地对结果进行解读。
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