问题描述:
PLAXIS 数值控制参数中的 “行搜索” 选项有什么作用?
解答:
PLAXIS 进行有限元分析时采用 Newton-Raphson(牛顿-拉夫逊)迭代法来求解非线性方程组。常规的 Newton-Raphson 法在每一步迭代中会计算一个位移增量 Δu。
行搜索是 “数值控制参数” 中的高级选项,行搜索会在 Newton-Raphson 法计算出的位移增量方向上引入一个缩放因子 η。每次计算出位移增量 Δu 后,将位移增量 Δu 乘以系数 η。程序会通过评估系统的能量与残余力搜索一个最优比例系数 η,从而使迭代后的不平衡力最小。
行搜索是抑制塑性迭代震荡、改善非线性工况收敛性的有效数值手段,可以视为对超松弛法的一种改进。不过对于高度非线性的岩土问题,这个计算出的增量可能过大,导致模型直接越过平衡状态甚至引发计算发散。
这个控制参数推荐用于非线性不严重的问题,比如用于正常使用极限状态的计算(建筑物的沉降计算),在涉及强非线性的极限状态计算中(如地基破坏或路堤破坏)效果不佳。
图 1 数值控制参数-行搜索