ADINA 
特点 以 有限元理论为基础 
时间 上个世纪70年代
性质 基于 力学的计算软件
基本内容
　　ADINA R & D, Inc. 公司简介

　　ADINA R & D, Inc. 由 K. J. Bathe 博士及其合伙人创建于 1986 年，公司的唯一宗旨就是开发用于固体、结构、流体以及结构相互作用的流体流动分析的 ADINA 系统。

　　ADINA 系统纵览

　　ADINA 系统是一个单机系统的程序，用于进行固体、结构、流体以及结构相互作用的流体流动的复杂有限元分析。借助 ADINA 系统，用户无需使用一套有限元程序进行线性动态与静态的结构分析，而用另外的程序进行非线性结构分析，再用其他基于流量的有限元程序进行流体流动分析。此外， ADINA 系统还是最主要的、用于结构相互作用的流体流动的完全耦合分析程序（多物理场）。

　　ADINA 系统由以下模块组成：

　　ADINA-AUI

　　ADINA 用户界面程序为所有 ADINA 子程序提供了完整的预处理和后处理功能，它为建模和后处理的所有任务提供了一个完全交互式的图形用户界面。

　　主要特点：

　　? 模型的几何图形可直接创建，或者从多种 CAD 系统中引入，包括：从 Pro/ENGINEER 和基于 Parasolid 系统 CAD 引入的固体模型（如： Unigraphics 和 SolidWorks ）；

　　? 物理特性、载荷和边界条件可直接分配到模型的几何图形上，因此有限元网格得到修改，不受模型清晰度的影响；

　　? 普通的几何图形上可使用全自动网格生成，它可灵活控制单元大小分布，而映射网格划分可用于更简单的几何图形；

　　? 在模型创建期间，对话文件（ Session ）会记录下用户的输入和选取值。通过播放对话文件可以重新创建一个完整的模型，同时还可以修改对话文件创建一个不同的模型；

　　ADINA 还具有以下多个易于使用的特点：

　　? 完全交互式的图形界面，具有下拉菜单和对话框，可选取选项和输入数值；

　　? 快捷图标可进入常用的任务；

　　? 制图窗口具有复制和粘贴特点；

　　? 程序内可直接创建 AVI 视频；

　　? 图形以矢量和位图形式输出；

　　? 具有撤销和重做特点，撤销的数量可由用户定制；

　　? 模型可进行动态旋转、缩放和快速平移；

　　? 对于经常重复的任务支持命令文件输入；

　　在后处理过程中，包括大量的结果可视化工具：

　　? 变形和原始的网格图；

　　? 带状图和轮廓图；

　　? 矢量图和张量图；

　　? 在图表上标示变量；

　　? 在屏幕上或者以文件形式详细罗列变量值；

　　? 对输出变量产生的合成变量进行解释；

　　ADINA-M

　　ADINA-M 是 ADINA-AUI 程序的一个附件，提供了立体建模的功能，通过 ADINA-M 可在 ADINA-AUI 程序中直接创建立体的几何图形。

　　此外， ADINA-M 基于 Parasolid 核心，后者也被其他流行的 CAD 系统所采用，譬如： Unigraphics 、 SolidWorks 、 SolidEdge 和 Bentley Systems 。这些系统和其他基于 Parasolid 的 CAD 系统生成的立体几何图形可以直接通过 ADINA-M 引入 ADINA-AUI ，导入的 Parasolid 部件可使用 ADINA-M 附带的工具在 ADINA-AUI 内进行修改。

　　右图所示为 SolidWorks 中所创建的一个部件，通过 ADINA-M 引入到 ADINA-AUI 中，并且使用 ADINA-AUI 的自动网格划分功能进行网格划分。

　　ADINA

　　ADINA 程序提供了世界领先的、用于 2D 和 3D 固体应力分析以及静力学和动力学中结构分析的功能。分析对象可以是线性的或者非线性的，譬如：材料非线性特性的影响、巨大变形和接触条件。

　　ADINA 程序在接触分析方面具有超强的实力，正如图中所示对福特 Windstar 的抗压分析。

　　ADINA 程序为固体、桁架、梁、管道、金属板、壳体和缝隙提供了多样化和通用的有限元，材料模型有金属、土壤与岩石、塑料、橡胶、织物、木材、陶瓷和混凝土可选。 ADINA 程序具有以下分析功能：

　　? 有效的线性分析；

　　? 小型和大型的变形、大型应变；

　　? 弹塑性、徐变（ Creep ）分析，包括热效果；

　　? 屈曲和后屈曲（ Post-buckling ）分析；

　　? 静力学和动力学中的接触问题；

　　? 大型系统的迭代算法；

　　? 用于所有分析的高效却稀少的算法；

　　? 静力学和动力学的子结构分析；

　　? 分析过程中可增减单元；

　　? 频率和模式的叠加；

　　? 感应波谱、随机震动分析；

　　? 线性化的屈曲分析；

　　? 波的传播、冲击波分析；

　　? 结构震动、谐波分析；

　　? 声学的流体 - 结构间相互作用；

　　? 带裂纹传播的断裂力学；

　　? 用户提供的单元、模型和载荷；

　　ADINA-F

　　ADINA-F 程序为可压缩和不可压缩的流体提供了世界一流的有限元和控制流量的解决能力，流体可包含自由表面和流体间以及流体与结构间的流动界面。程序运用一个任意拉格朗日欧拉（ ALE ）公式。

　　ADINA-F 中使用的程序是基于有限元和有限体积离散图，带有非常全面和高效的解决方法，可解决任意几何学中的全部流动问题。

　　在给流体流动建模时使用的基本假设如下：

　　? Navier-Stokes 方程或者欧拉方程；

　　? 不可压缩或者完全可压缩的流体；

　　? 稳态或者瞬变分析；

　　? 层流或者湍流；

　　? 热传递或者无热传递条件下的流动；

　　? 质量传递；

　　可压缩流动的材料模型：

　　? 用于粘性和导热性的 Sutherland 方程，恒定热容量；

　　? 随温度变化的粘性、热容量和导热性；

　　? 随压力变化的粘性、热容量和导热性；

　　? 随温度、压力变化的粘性、热容量和导热性；

　　? 高马赫数下的流动；

　　不可压缩流动的材料模型：

　　? 恒定的粘性、热容量和导热性；

　　? 随温度变化的粘性、热容量和导热性；

　　? 随时间变化的粘性、热容量和导热性；

　　? 湍流模型：普朗特（ Prandtl ）混合长模型、 K-Epsilon 模型、 RNG K-Epsilon 模型和 K-Omega 模型；

　　? 非牛顿模型；

　　? 多孔材料模型；

　　ADINA-T

　　ADINA-T 用来解决固体和结构中的热传递问题。它具有强大的特点，譬如：任意几何图形表面间的辐射、单元生死选项和高度非线性材料特性的功能。

　　涡轮外壳的温度场，对流边界条件。（： ADINA-T ）

　　ADINA-T 具有以下分析能力：

　　? 2-D 和 3-D 传导、对流和辐射；

　　? 立体和壳体结构；

　　? 稳态和瞬变条件；

　　? 任意表面间的辐射；

　　? 单元生死选项；

　　? 随时间和温度变化的材料特性；

　　? 自动时间步进；

　　? 静电、渗流和压电分析；

　　? 潜热效应，如：凝固和融化条件；

　　? 与 ADINA 联接；

　　ADINA-T 的一个独特功能就是表面间的辐射分析，表面可以是任意几何图形，可随意阻塞进行内部辐射。右图所示的瓶子正是运用 ADINA-T 的辐射分析功能。

　　焊接诱发的残余应力分析需要一个可靠的非线性分析系统，且具有专门的建模技巧。 ADINA-T 和 ADINA 正被成功用于焊接分析。

　　潜弧焊（ SAW ）、多道对接焊的热分析。

　　运用单元生死选项可完成有限元的计算，材料的属性与温度的关系高度相关。 3 次重新开始和 1500 次时间步进即可获得答案。

　　ADINA-FSI

　　ADINA-FSI 程序是用于带有结构相互作用的流体流动完全耦合分析（多物理场）的主要工具。它把 ADINA 与 ADINA-F 的所有功能全部整合成一个程序模块，结构和流体流动理想化可使用截然不同的网格。它包含自由表面，使用任意拉格朗日欧拉公式（ ALE ）。

　　ADINA-FSI 已经成功运用于多个领域，譬如：汽车、工业和医学领域。以下是运用 ADINA-FSI 的部分显著案例：

　　? ABS 防抱死系统分析；

　　? 燃油泵分析；

　　? 减震器分析；

　　? 铁肺分析；

　　ABS 防抱死系统分析、刹车系统阻尼器分析

　　ADINA-TMC

　　ADINA-TMC 程序可用于解决如下类型的问题：

　　? 完全耦合的热机械分析；

　　? 压电分析（带用户定义子程序）；

　　? 土壤固结分析（推荐使用 ADINA 程序中的多孔媒介方程来解决这类型的问题）；

　　总的来说， ADINA-TMC 主要用于解决完全耦合的热机械问题。在这类问题中，热溶解影响结构溶解，反之结构溶解也影响热溶解。

　　一个热机械问题包括以下效应：

　　? 由于材料的塑性变形产生内热；

　　? 接触的物体间产生热传递；

　　? 由于接触表面的摩擦使表面发热；

　　图中所示为一个热机械问题的耦合分析，涉及由于接触表面的摩擦而生热以及接触物体间的热传递。