Altair Radioss和ESCAAS高性能极限力学仿真软件有什么区别

1、高扩展性、高品质、高鲁棒性

Radioss 拥有先进的混合并行求解技术 ( Hybrid Massively Parallel Processing ) 对于解决大变形、高非线性结构分析问题提供了优秀的高扩展性能。使用 Radioss 求解器进行模拟仿真，可忽略模拟分析所使用的CPU 核心数、节点数、线程数的影响，保证模拟仿真结果的高可重复性，并最大程度地降低计算时间。

高级质量缩放技术（Advanced Mass Scaling -AMS ）和单精度的联合使用，实现在保证计算精度的同时，成倍提高计算求解效率。 AMS 针对准静态、局部细网格模型求解等问题提供了一个先进，并极具可比性的解决方案。该技术也为隐式分析非线性接触、复杂材料特性、失效模拟等带来的收敛问题，提供了一个替代方案。Radioss 独有多域求解技术，利用显式求解器时间步长的特点，将模型分成不同的子域进行计算，不同的子域使用自身的时间步长进行计算，可以成倍提高计算效率。该方法对于解决碰撞、跌落中研究局部细节，流固耦合分析 (如：飞机水上迫降等) 具有很大的优势。

2、碰撞、乘员安全和冲击分析的工业标准

Radioss 求解器经过三十多年的开发，已经确立其领导者地位，以及碰撞、安全和应力分析的行业标准。目前在全球
范围内的客户超过 1000 家公司使用Radioss 求解器，并且客户数量每年仍在持续增加，其中 40% 的客户来自汽车，
以及相关行业。

Radioss 求解器被认定为五星级碰撞模拟分析程序。在汽车和航空领域，被广泛用于分析和预测复杂碰撞、冲击的环境中的不同设计特性。

Radioss 求解器拥有一个丰富的有限元假人、壁障、碰撞器、人体生物力学模型库。通过与合作伙伴合作，提供最完
整的、高品质的工具模型。此外， Altair HyperCrash™ 前处理，提供了一个针对汽车碰撞和安全模拟分析更专业的建模环境。

3、完整的材料本构和失效模型库

Radioss 求解器包含了最完整的材料本构和失效模型库（ 超过 300 种组合），全面地包含了线性和非线性材料，失效和破裂模型等集合，用于模拟复杂工况。可以模拟金属材料、合金材料、复合材料（基于 PLY 铺层，与 OS格式兼容，以及结合 MultiScale Designer 可以设计和使用更为复杂和多样性的复合材料本构 ）、泡沫、粘胶、瓦楞纸、橡胶、混凝土、生物材料，以及更多材料本构，并且有多种失效模型可以结合使用。显式扩展有限元技术可以应用于多层结构上，并更好地模拟裂纹的扩展形式。

4、高级多物理场模拟技术

除了拉格 朗 日 模 拟 分析技术Radioss 求解器还提供了先进的多物理场模拟技术，如：欧拉算法、任意欧拉-拉格朗日算 法（ ALE ）、光顺粒子法（Smoothed - Particle Hydrodynamics） 和有限体积法（FVM）。

基于这些流体算法，Radioss求解器可以进行流固耦合模拟分析，以及多物质流体分析，以及航空器的鸟撞冰雹冲击分析。

有限体积气囊算法，真实模拟气囊内部气体流动。凭借其精确的结果和快速的求解效率，被广泛应用于整车模型的气囊，以及密闭件仿真。

5、非线性优化技术

得益于 Altair 仿真平台，Radioss求解器已经可以实现非线性优化技术。结合Altair OptiStruct™的RADOPT功能建立仿真、优化、验证自动化流程，以及联合 Altair HyperStudy™ 得以进行更为广泛的优化仿真,Radioss 求解器已经成为先进的优化设计和鲁棒性分析中必不可少的关键要素。

6、高性能计算

针对客户提出的高性能、可靠性、安全性和创新性，Radioss 团队致力于完善最先进的高级计算架构对求解器的支持，并集成新技术以提高其性能，以及可扩展性和可用性。Radioss 在挖掘许多先进的计算硬件与复杂仿真软件间的应用潜力方面处于行业领先地位。

1.     创新的无网格计算方法（OTM）

•   ESCAAS核心求解器为OTM方法。OTM方法可以有效避免有限元方法中的网格畸变与局部动态网格重划，以及SPH方法中的拉应力不稳定性。

•   采用局部熵无网格插值函数（LME），克服了无网格方法中施加边界条件的难点，提高了精度和计算效率。

•   ESCAAS采用统一的拉格朗日控制方程，整体求解流体、固体、流固耦合、热力耦合以及热流固耦合

2.     极端条件下的极限力学仿真

•   经过十余年的研发以及理论与大量实验验证，OTM方法更适于稳定模拟不同材料在高温、高压、高应变率等极限条件下的复杂瞬态热力学响应。

•   能够高可信度模拟从一般撞击到超高速撞击问题（0~10km/s）。例如装甲弹道撞击模拟(100m/s~2km/s)、超高速飞行器防护(1km/s~3km/s)、空间站抵御空间碎片超高速撞击模拟（5km/s~10km/s）。

•   ESCAAS软件基于能量与变分原理的严格分析以及基于物理的材料模型，准确预测多种能量耗散模式的自主耦合，克服传统显式方法的不稳定、精度不高、功能受限等弊端。

3.     创新的裂纹扩展算法

•   材料在极限条件下力学行为的预测，裂纹扩展、碎裂、层裂以及碎片云的数值模拟是极其关键的一个环节，也是当前商业软件的痛点。现有的裂纹扩展算法，包括内聚单元法（cohesive zone model）、单元删除法（element erosion）以及各种失效算法（damagealgorithms），理论上是不收敛的，是网格或者离散相关的。

•   ESCAAS中采用了一种创新的裂纹扩展算法（Eigen-Fracture）。该方法是基于能量与变分原理的裂纹尖端扩展算法，数学上可以严格的证明计算结果的收敛性，即离散越细，结果越精确。首次实现了无网格方法中基于物理的、收敛的、与离散无关的裂纹扩展预测。

4.     强热流固耦合整体求解框架

•   OTM方法可以高可信度预测材料内部的温度分布以及系统熵的变化。ESCAAS可以高可信度模拟带能量耗散的热力强耦合系统。拉格朗日无网格法与热力耦合变分原理的有机结合，为热流固耦合，固液气动态相变与多相混合提供了高效稳定、易收敛的计算方法。

•   ESCAAS采用统一的拉格朗日控制方程与基于变分原理的一般能量耗散系统的热力耦合本构更新方法，整合OTM方法与一般能量耗散系统的热力学变分法则，在考虑任意三维几何结构超大变形的同时，可高效稳定的求解固-液-气多相动态转换和混合，任意非线性材料模型以及裂纹扩展。

5.     超大规模并行计算，支持云计算

•   ESCAAS采用MPI/PThreads混合的方式对OTM方法进行了高度并行化（pOTM方法）来降低计算成本。目前，pOTM方法已成功地将OTM计算的效率超线性的提升到104个计算核心。

6.     开放的软件架构，可进行深度开发定制

•   ESCAAS软件基于设计模式的软件设计与高效C++实现的有机结合，保证软件的健壮性与扩展性。ESCAAS核心算法、自主知识产权以及专业研发团队可以按用户的需求将其定制为专用的仿真平台或工具，例如超高速撞击模拟平台，锻造、焊接等工艺仿真软件，鸟撞模拟平台，流固耦合专用工具等等。