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什么是 Ansys LS-DYNA
Ansys LS-DYNA 是由 Ansys 公司（现隶属于 Synopsys 新思科技）开发的业界领先显式非线性动力分析有限元程序，也是全球使用最广泛的显式仿真软件之一。该求解器专门针对材料在短时间、高强度载荷下的响应进行仿真，能够处理涉及几何非线性（大位移、大转动和大应变）、材料非线性和接触非线性的瞬态动力学问题。LS-DYNA 广泛应用于汽车碰撞安全、金属成形与冲压、航空航天冲击分析、电子产品跌落测试以及土木工程防护设计等领域。
多物理场求解能力
LS-DYNA 集成了多个物理求解模块，可在统一环境下完成复杂的多物理场耦合分析。
在结构强度分析方面，LS-DYNA 支持线性静力分析、非线性分析以及完整的动力学分析（模态、谐响应、瞬态分析、响应谱、随机振动等）。软件提供丰富的边界条件和载荷类型，包括惯性力、弯矩、远端载荷、轴承载荷和螺栓预紧力等，并具备螺栓模拟功能，可分析螺栓预紧力作用下的结构受力情况。断裂力学分析能力涵盖应力强度因子、J 积分和裂纹尖端能量释放率的计算。
显式动力学模块是 LS-DYNA 的核心引擎，用于求解固体、流体、气体及其相互作用的高度非线性问题，覆盖结构动力学、快速流体流动、材料模型、冲击、爆炸及冲击波响应分析。软件内置金属、陶瓷、玻璃、水泥、岩土、炸药、水和空气等多种材料模型和数据库，提供 Lagrange、ALE、Euler、SPH、EFG 等多种求解器框架。
流体力学分析能力涵盖二维和三维流动问题，支持稳态/瞬态、可压缩/不可压缩流动。求解器提供基于压力和基于密度的多种求解算法，支持 VOF、Mixture、Eulerian 和 DPM 等多相流模型，可模拟气泡流、粒子流和自由表面流，并考虑液相与气相之间的传热传质问题。
丰富的材料模型与接触算法
LS-DYNA 拥有超过 200 种材料动态模型和 50 多种接触类型，涵盖几乎所有显式动态模拟所需的材料响应类型，包括正交各向异性材料、热弹塑性材料、弹塑性断裂材料、应变率相关材料、复合损伤材料以及温度和率相关材料。接触算法支持焊接、侵蚀接触等多种作用方式，能够真实处理复杂装配体的相互作用环境。
典型行业应用
LS-DYNA 在多个行业有深入应用。在汽车领域，软件广泛用于整车碰撞仿真、乘员安全分析、安全气囊模拟、薄板冲压成形工艺仿真、体积成形（锻造、轧制、挤压、拉拔）以及自穿刺铆接的多目标优化。重庆金康赛力斯新能源汽车设计院曾基于 LS-DYNA 开展自穿刺铆接工艺的优化分析。
航空航天领域，LS-DYNA 用于飞机鸟撞分析、发动机叶片包容性评估、异物损伤模拟以及飞行器结构在冲击与动态载荷下的安全特性研究。NASCAR 赛事中也使用 LS-DYNA 结合人体模型进行高速碰撞下的受伤风险评估。
电子产品行业中，LS-DYNA 被用于笔记本、手机等设备的跌落测试和包装设计。此外，软件还在生物医学领域发挥作用——都柏林 Beaumont 医院与 CADFEM Ireland 合作，利用 LS-DYNA 仿真研究脑震荡机制，通过将运动员加速度数据转换为脑部不同区域的应变水平，辅助改善脑震荡诊断和治疗。
高性能计算与 GPU 加速
LS-DYNA 的显式算法具备出色的并行效率，随着 CPU 核心数增加，求解速度呈现几乎线性化的提升。软件支持 SMP 和 MPP 两种并行计算方式，并兼容 GPU 硬件加速。
根据 Ansys 与 Supermicro、NVIDIA 的合作测试数据，借助 NVIDIA H100 GPU 和 L40S GPU，LS-DYNA 可实现约 4 倍的计算加速。在统包式硬件方案中，使用 NVIDIA GPU 执行 Ansys Fluent 和 Ansys Rocky 的等效性能分别需要 1500 个和 480 个 CPU 核心，大幅降低了硬件占地面积和能耗成本。
版本更新与最新能力
Ansys LS-DYNA 2026 R1 版本近期发布了多项增强功能。电池热建模方面，扩展了灵活的求解器温度单位（摄氏度和开尔文），增加了辐射传热和内部热生成建模能力，能够在多种操作条件下更真实地模拟电池热行为。结构化 S-ALE 网格划分提升了二维和三维爆炸与流固耦合仿真的性能，同时增强了网格控制和结果输出能力。线图工具也得到了改进，支持完全自定义的标题、标签和图例，在数据变化时自动更新图表，实现更高效的后处理与数据可视化。
选型与采购注意事项
LS-DYNA 是商业软件，采用本地部署方式，运行于 Windows 操作系统。采购时需重点关注几个维度：首先是功能模块的选择，LS-DYNA 提供结构分析、流体分析、电磁分析、成型仿真等多个专业模块，应根据实际工程需求匹配，避免采购不需要的模块。其次是并行计算许可的数量，LS-DYNA 按核心数授权，大模型仿真对并行核心数有较高要求，建议根据典型模型的求解规模评估所需核心许可数。此外，Ansys 已被 Synopsys 收购，许可模式和服务体系可能发生变化，建议在采购前向官方或授权渠道确认当前报价、授权范围、续费政策和技术支持条款。如果涉及 GPU 加速，还需确认硬件兼容性及对应的软件许可要求。
对于有明确工程需求但尚未确定配置方案的用户，建议联系正规代理商或 Ansys 官方渠道，结合具体应用场景和模型规模获取专业的配置建议和报价信息。
