存在哪些多体动力学软件?

计算科学 计算物理学
2021-12-07 12:19:46

我已经使用免费的多体动力学软件 MBDyn 有一段时间了。这是一个很好的程序,也符合我的需要。可以找到很好的手册、基本教程和示例。还有一个邮件列表。我必须自己编写绘图程序,但甚至有关于如何做到这一点的建议。

但随着我对 MBDyn 的深入了解,我发现构建模型存在一些小问题。我不能说是否只是我自己缺乏工程和代数背景才是问题所在。(MBDyn 与图形环境 Blender 接口,用于输入和输出,但对我来说,到目前为止,输入的文本接口就足够了。)

所以我的问题是:市场上有哪些多体动力学软件?

我对通过弹性和可变形关节(如铰链、球窝接头等)连接固体物体很感兴趣。我希望看到当施加力时物体如何移动并且“弹簧和阻尼”与连接的物体相互作用。

我从未使用过有限元方法 (FEM)。我不认为那是我需要的。我认为这更多地用于模拟流体、气体、固体材料等连续结构。(我希望模拟梁,但我认为这也在多体动力学中完成(MBDyn 做得很好)。我不需要任何详细的内部来自光束的信息。我只需要知道“一点点它是如何弯曲的”。)我不需要关于物体内力的任何信息,只需要它们如何移动。

那么请告知,存在哪些多体动力学软件?并且,如果可能的话,它们的区别是什么?

2个回答

你的问题对于这个网站来说实在是太宽泛了。有几十个商业和开源的多体动力学代码,其中许多可以通过简单的谷歌搜索来识别。

由于您没有将问题限制在开源,因此我将提到两个已被广泛使用 20 多年的商业软件包:

MSC/亚当斯 http://www.mscsoftware.com/product/adams

LMS/DADS https://www.plm.automation.siemens.com/en_us/products/lms/virtual-lab/legacy-applications/dads.shtml

我建议您看一下 Wasfy 和 Noor 撰写的调查论文,柔性多体系统的计算策略,该论文专注于为刚体动力学代码添加柔韧性效果。它还提到了我上面列出的两个代码。目前可在此处获得本文的 pdf 版本:http: //hosting.umons.ac.be/html/mecara/grasmech/PaperWasfyNoor.pdf

该网站 ( http://sbel.wisc.edu/Courses/ME451/2014/ ) 包含威斯康星大学教授的多体动力学课程。在其他有用的文档中,它包含一本由爱德华豪格(Edward Haug)撰写的关于该主题的书的副本,他是 DADS 代码的原始作者之一。这本书讨论了多刚体动力学的不同方法,因此应该有助于回答您关于各种代码之间差异的问题。

最后,你说你对 FEM 不感兴趣。但是你应该明白,从软件的角度来看,近年来,执行非线性结构动力学的 FE 代码和包含柔性效应的多体动力学代码之间的区别已经变得非常模糊。一方面,Abaqus 有限元代码 ( http://www.3ds.com/products-services/simulia/products/abaqus/ ) 具有用于构造机构的多种关节和链接。另一方面,您提到的多体动力学代码 MBDyn 有一个相对通用的(基本上)有限元库,用于对柔性体进行建模。您可以轻松找到几篇论文,其中 MBDyn 已用于解决传统上可以通过 FE 结构代码解决的结构分析问题。

开源代码HOTINT还具有模拟多体系统的能力,包括变形和不变形。该软件还可以与DEM代码LIGGGHTS结合使用,以模拟多体系统与粒子或流体的相互作用(通过SPH方法)。