大型结构仿真实战技巧与效率优化课程

• 培训对象： 从事大型/复杂结构（整车/飞机/船舶/重型机械）仿真的CAE工程师、需要提升计算效率与资源管理能力的分析人员。

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• 培训目标：

  1. 掌握大型结构仿真前处理加速、求解器设置优化及并行计算资源配置方法。

  2. 精通子模型/子结构技术、网格自适应及计算流程自动化等效率提升技巧。

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• 培训内容：

  1. 大型结构仿真挑战概述： 自由度规模与计算资源矛盾，常见瓶颈（前处理耗时/求解时间长/后处理卡顿/磁盘空间不足），效率优化策略矩阵。

  2. 几何前处理加速技巧： 特征抑制批量处理（基于规则/基于尺寸），对称/循环对称模型利用，抽取中面/梁单元简化，虚拟拓扑（Virtual Topology）合并面/边，命名选择（Named Selection）自动化定义。

  3. 高效网格划分策略： 多区域网格划分（六面体主导），混合网格技术（四面体+六面体+棱柱），粗网格+子模型策略，网格匹配（Non-matching Mesh）技术，网格模板化与批处理划分。

  4. 求解器设置优化： 线性/非线性求解器选择策略，迭代求解器（PCG/ICCG）与直接求解器（SPOOLES/MUMPS）适用场景，矩阵重排序优化，求解容差合理设置。

  5. 并行计算技术： 共享内存并行（SMP）与分布式并行（DMP）对比，MPI通信优化，分区策略（自动/手动/基于几何），负载均衡监控与调整，核数选择与加速比评估。

  6. 子模型技术（Submodeling）： 全局-局部嵌套分析原理，切割边界插值方法（位移/力），子模型边界条件施加，全局-局部结果一致性验证，局部精细化分析效率提升。

  7. 子结构技术（Superelement）： 子结构（超单元）生成原理，CMS（Component Mode Synthesis）方法（Craig-Bampton法），子结构装配与求解，重复部件（如轮子/铰链）子结构复用。

  8. 网格自适应与重启动： 基于误差估计的自适应网格细化（h-自适应/p-自适应），求解过程重启动（Restart），增量步中断后恢复，参数扫描与重启动结合。

  9. 结果数据压缩与管理： 结果文件格式选择（二进制/ASCII），结果输出控制（指定区域/指定频率），数据压缩算法，结果数据归档策略，后处理数据轻量化。

  10. 计算流程自动化（Workflow Automation）： ACT插件开发基础，Python脚本参数化驱动，Journal录制与编辑，批处理作业调度，自动化报告生成。

  11. 高性能计算（HPC）集群应用： 集群作业提交脚本编写，队列管理与资源申请，分布式文件系统（NFS/Lustre）优化，作业监控与故障排查。

  12. 综合实战项目： "整车碰撞仿真效率优化"——包含几何简化策略、高效网格划分、子结构技术（重复部件超单元）、并行计算设置（128核DMP）、求解参数优化、重启动应用及完整作业自动化流程。