ANSYS是一（yī）款有（yǒu）限（xiàn）元软件。有限（xiàn）元的（de）思想就是把一个原来是连续的（de）物体（tǐ）剖分（fèn）成有（yǒu）限（xiàn）个（gè）单元，这些单（dān）元通（tōng）过节点连接（jiē），承受等效的节点（diǎn）载荷，并根据（jù）平衡条（tiáo）件进行分（fèn）析，然后（hòu）根据变形协（xié）调条件把（bǎ）这（zhè）些单元重新（xīn）组合起来，成为一个组合体，再综（zōng）合求解。由（yóu）于（yú）单元（yuán）的个数有限，节点的个数也有限（xiàn），所以这种方法称为（wéi）有限元法。

有限元法解决问题是通过物理模型的（de）近似，类比于连接多段微小直线逼近圆的思想，有（yǒu）限（xiàn）元法（fǎ）用有限个单元（yuán）逼近原（yuán）本的连续（xù）体。显（xiǎn）然，单元数越多，逼近程度越高。用极限的思想，当单元数（shù）为无穷（qióng）时，每（měi）个单（dān）元的大小趋（qū）近于（yú）零，整个模型趋（qū）近（jìn）于原来的连续体。

一（yī）般（bān）来讲，使（shǐ）用ANSYS进行（háng）有限元（yuán）分析只需要三步：

1.建立有限元（yuán）模（mó）型（xíng）

2.施加载（zǎi）荷和约（yuē）束，进行求（qiú）解

3.查看结果

下图就是ANSYS的经典界面，左侧竖栏（lán）的主菜单（dān）栏中第2-4个项（xiàng）目：

Preprocessor（前（qián）处理）

Solution（求解）

General Postprocessor（后处理）

依次（cì）对应（yīng）着（zhe）上述ANSYS分析的三个步骤。下（xià）面分别介绍

1.建立有限元模型（Preprocessor）Preprocessor（前处理）的（de）目标就是建立实际（jì）结构（gòu）的有限元模型。一般处（chù）理模式是（shì）这样的：首（shǒu）先建立结（jié）构的（de）几何模型，几何模型的建（jiàn）立有两种方法，一种（zhǒng）是（shì）自下而上的建（jiàn）模（mó）：由点连线，连线成面，结面成体：另一种是自上而下：直接（jiē）建（jiàn）立（lì）线、面、体。几（jǐ）何模型（xíng）建立之后，需要给模型（xíng）附（fù）上材料属性（xìng）（比如（rú）弹性模量（liàng）、密度、泊松（sōng）比（bǐ）等（děng））、实（shí）常数或截面属性（几何（hé）模型建立的时候，我们通常是以（yǐ）线代杆、以（yǐ）面代板，所以需要给线附上截面形状，给面附上厚度，才（cái）能模拟（nǐ）真实的杆（gǎn）、板（bǎn）情况）等（děng），这样我（wǒ）们（men）建立（lì）的（de）模型才能与实际情况（kuàng）相符合。这时，我们可称之为（wéi）实际问题的数学模型。

接着，我们需要（yào）选择合（hé）适的（de）单元类型，把上（shàng）述数学模型离散化，也就是划分单元（Mesh）。把数学模（mó）型转变为（wéi）有限元模型。从而达（dá）到前处理（lǐ）的目的。

在某些特殊情况下，有时候我们不（bú）必建（jiàn）立几何模型，可直接建立节点（diǎn）、由节点生产（chǎn）单元，直接生（shēng）成问（wèn）题的有限元模型（xíng）。

2. 施加载荷（hé）和约束（shù），进行求（qiú）解（Solution）

在Solution（求解）中（zhōng），对（duì）有限元模型施加约束和载荷（hé），然后（hòu）求解（jiě）计算(Solve)

3. 查看（kàn）结果（Postprocessor）

在Postprocessor（后处理）中（zhōng），查看、提取应力（lì）、应变云图等，分析结果。

Ansys 全面的（de）软件套（tào）件对计算和（hé）硬件资（zī）源的要（yào）求可能因模型而异。

决定满足您需求（qiú）的（de）最佳计算硬件的因素包括：

• 模（mó）型物理（流体、结构、电子学）
• 型号（hào）尺（chǐ）寸
• 模型（xíng）复（fù）杂度
• 需要多快的结果
• 预算（suàn）

一、支持的操作系统

一（yī）般建议（yì） 

• 一般来说（shuō），Windows 10 （专业版、企（qǐ）业版或教育版）是 SimuTech 工程师和我们的客户用来运行 Ansys 和我们推荐（jiàn）的最常用的操作系统。也就（jiù）是说，操（cāo）作（zuò）系统支持确实因产品而异，尤（yóu）其是 Ansys 更专业的产品，而且 Ansys 也确实（shí）为（wéi） Linux提（tí）供了广泛的支（zhī）持。

不支持的操作系统（tǒng）

• Windows 7（Microsoft 不支（zhī）持）和Windows 8（主流支（zhī）持已结束）可以运行 Ansys，但是，官（guān）方不支（zhī）持它们，我们在这些操作系统上（shàng）运行时遇到了软件（jiàn）错误。出（chū）于（yú）兼容性、性能和安（ān）全原因，我们强烈建议升级到（dào） Windows 10。
• 不支持Mac 操作系（xì）统（tǒng），无法（fǎ）在（zài）此操作系统上安装 Ansys。虽然您应该能（néng）够使（shǐ）用（yòng） Parellels 等程序在 Mac OS 内（nèi）的 Windows 虚拟（nǐ）机上运行 Ansys，但这（zhè）不受（shòu）支持，并（bìng）且您（nín）的里程在兼（jiān）容性方（fāng）面可（kě）能会有所不同，并且性能会受（shòu）到阻（zǔ）碍（ài）。

二、第三方软件和硬件支持

访（fǎng）问Ansys 的平台支持网（wǎng）页（yè），了（le）解有关支持的操作系统和与 Ansys 集成的（de）第 3 方软件和硬件的更多详细信息，例如：

• 支持（chí）的 CAD 软件和（hé）版本（běn）示例：ACIS、AutoCAD、CATIA、Creo、Fusion 360、IGES、Inventor、JT、Monte Carlo N-Particle、NX、Parasolid、Revit、Rhinoceros、SketchUp、Solid Edge、Solidworks、SpaceClaim、STEP
• 支（zhī）持的显卡例子：Nvidia - Quadro GV、Quadro P、Quadro RTX、Quadro T、RTX、TAMD - Radeon Pro、Ryzen、Ryzen Pro
• 支持的（de）互连
• 支持的作（zuò）业调（diào）度程（chéng）序和（hé）排队系（xì）统支持
• 支持的远程显示应用程序

1、Ansys Mechanical硬（yìng）件配置要求：

CPU（处理器（qì））：

• Solver 由 AVX512 支持辅（fǔ）助，因此建议使用（yòng）基于 Skylake-SP 和 Skylake-X 或更（gèng）新版本的（de） Intel CPU。检查英特尔 ARK 数据库是否支持 AVX512（但（dàn）不（bú）支持至强融核系列（liè））。
• 推（tuī）荐用于 HPC 应（yīng）用的（de） CPU 示例：i9-9920X或Xeon Gold 6136（12 核）、Xeon Gold 6140（18 核 * 2 = 36 核）
• 高核心频率（lǜ）是理想的，但实际（jì）频率取决于核心使用（yòng）、指令集使用和（hé）足够的冷却（què）。WikiChip是关于（yú）涡（wō）轮速度（dù）的极好资源。

内存（RAM）：

内存容量非常（cháng）重要（yào）。模型（xíng）解决方案（àn）应该在 RAM 中求解（“内核内”），而不是分页（yè）到硬盘驱动器（“内核外”）。每百万自由度大约需要（yào） 15 GB，但这是近似值（结（jié）构分析中每百万（wàn）实体节（jiē）点需要（yào） 45 GB）。

•  
• 最快的内存（即服务器为 2666 MHz，基于 i9 的台式机为（wéi） 3200+）。
• 为了以（yǐ）最（zuì）大速度运行，两个处理器中的所有内存通道都应填充相同（tóng）数量的内存。
• 注意：购买更多 RAM 将缓解 I/O 问（wèn）题（tí），因为 (1) 求（qiú）解器可以使用此内存来避免执行尽可能多的（de） I/O，并且 (2) 操作系统可以使用可用 RAM 来缓存或缓冲这些 I/O O MAPDL 写的（de）。

硬盘驱动器：

• 强（qiáng）烈建议将 SSD 用于所有模拟（nǐ）工作。如果可能，建议使用 NVMe SSD。建议使用中（zhōng）等（děng）耐用性级别（~0.3 DWPD），而不是 QLC NAND。
• 注意：对于 DMP，程序会为正在使用的每个内核写（xiě）入结果文件，因此（cǐ）具有较短寻道时间的 SSD 将减（jiǎn）少（shǎo）等待硬（yìng）盘驱动器寻道读取/写入所有这些不同文件的时间。它还有助于后（hòu）期处理。
• 在 RAM 之外运行大型模型（“核外”）会加速 SSD 磨（mó）损（消（xiāo）耗其写入耐久性），但仍（réng）然比不使用 SSD 更可取。

图形：

• 可以使（shǐ）用中档（dàng）显（xiǎn）卡（kǎ）（例如 Nvidia Quadro P2000 和 AMD Radeon Pro WX5100）。这些将无助于解决时间（jiān），仅显示图（tú）形。
• Ansys 维护着一份（fèn）经过（guò）测试的（de）显卡列（liè）表（其他显（xiǎn）卡可能/可（kě）能（néng）无法按预期（qī）工作，但通常在同一代显（xiǎn）卡上工（gōng）作）。
• 注意：保持显（xiǎn）卡供应商更新显卡驱动（dòng）程序很重要（yào）。

互连：

• 如果是集群（qún），则（zé）必须使用（yòng）非常高速（sù）的互（hù）连（40 Gb/s 以上）。
• 如果您将在两个或更多节点上并行运行，则 QDR 或 FDR IB 互连（或（huò）更好）。

Ansys Mechanical – 示例建议：

• 无 HPC 许（xǔ）可证的工作站：i7-9800X（8 核），64/128GB DDR4-3200
• 带 1 个 HPC 包的工作（zuò）站：i7-9920X（12 核（hé）），带 128GB DDR4-3200
• 带 2 个（gè） HPC 包的工（gōng）作站（zhàn）：双 Xeon Gold 6140（共 36 个（gè）内核），带 192/384 GB DDR4-2666

2、计算流体动力学 (CFD)硬件配置要（yào）求：

CPU（处（chù）理器）：

• CFD 软件中的核心缩放（fàng）非（fēi）常好，因此（cǐ）关注核心（xīn） * 频率 = 有效频率，稍微偏（piān）向频率。
• 推荐（jiàn）使用 AMD 和 Intel CPU，只要是最（zuì）新一（yī）代（AMD Zen 内核）。

内存（RAM）：

• 推荐的 RAM 数（shù）量取决于模拟，但一般建议是每个内核（hé） 4-8 GB，对（duì）于小内核（hé）数系统，建议更多。
• 内（nèi）存带宽非常重要，因此获得高频 RAM（即非服（fú）务器（qì）的 2666 MHz 或更快）。
• 为了以最（zuì）大速度运（yùn）行，两个处理器中的所（suǒ）有（yǒu）内存通道都应填（tián）充相同数量的内（nèi）存。

硬盘驱动器：

SSD 不那么（me）重（chóng）要，但对用户体验有益（yì）。高耐用性 SSD 并非（fēi）绝对必要。

•  
• CFD 不会做很多磁盘 I/O，因此您可以使用 SATA 驱动器。

互连：

• 1 Gb/s 互连对中小型（xíng）集（jí）群有效，投资更（gèng）好可以获（huò）得良好的投资（zī）回报（bào）。

Ansys CFD – 示例建议（yì）

• 无 HPC 许可证（zhèng）的工作站：i7-8700K（6 核），64GB RAM，Ryzen 7 2700X（8 核），64GB RAM
• 带（dài） 1 个 HPC 包的（de）工作站：i7-9920X（12 核），64/128GB RAM，Threadripper 2950X（16 核），64/128GB RAM
• 具有 2 个 HPC 包的工作站：双 Xeon Gold 6140（共 36 个内核（hé）），具有 192/384 GB RAM，双 EPYC 7351 或 7371（共 32 个内核），具有 128/256 GB RAM

3、电子 (EBU) 硬件配（pèi）置要求（qiú）：

CPU（处理（lǐ）器）：

• 寻找（zhǎo）最新一代的高频 CPU。
• 注意：HFSS 主（zhǔ）要是一个内核求解器，因此（cǐ）时钟速度（dù）和 RAM 速度很重（chóng）要。

内存（RAM）：

• 推荐的（de） RAM 为每个（gè）内核 HFSS、Maxwell 和其他电子封装 8 GB，或通常（cháng）为 64 GB – 256 GB。
• 内存带宽很（hěn）重（chóng）要，因此获（huò）得高频 RAM（即 2666 MHz）。
• 为了以最大速度运行，两个处理器（qì）中的所有内存（cún）通道都应填（tián）充相（xiàng）同数量（liàng）的内存。

硬（yìng）盘驱动器（qì）：

• 强烈（liè）建（jiàn）议将（jiāng） SSD 用于所有模拟工（gōng）作。如果可能，建议使用 NVMe SSD。建（jiàn）议使用中等耐用性级别（~0.3 DWPD），而不是 QLC NAND。

互（hù）连：

• QDR 或 FDR IB 互连，如果（guǒ）您将在（zài） 2 个或（huò）更多节点上（shàng）并行运（yùn）行（在集群上，最小 10Gb 网络）

4、Ansys Discovery硬件（jiàn）配置要求

一（yī）般要求

Ansys Discovery 软件的最低要求如下：

• 64 位 Intel 或 AMD 系统，运行 Windows 10。
• 8 GB 内存
• 具有最新（xīn）驱动程（chéng）序和（hé）至少 1GB 视频 RAM 的专（zhuān）用显卡，能够支持（chí） OpenGL 4.5 和 DirectX 11 或更高版本。不推荐使用集成显卡（kǎ）（例如 Intel HD/IRIS），Discovery 中的（de） Refine 阶（jiē）段也（yě）不支持此功（gōng）能。有关（guān） ANSYS Discovery Live 的特殊图形（xíng）要求（qiú），请参见下文。
• 3键（jiàn）鼠标

Ansys Discovery Live 和 Discovery 探索 Stage 显卡要求

Ansys Discovery Live 或 Ansys Discovery 中（zhōng）的探索（suǒ）阶段依靠（kào）最新的 GPU 技术来提（tí）供（gòng）其计（jì）算和视觉体验。要运行该软件，您将需要：

• 基于 Kepler、Maxwell、Pascal 或 Turing 架（jià）构（gòu）的专用 NVIDIA GPU 卡（推（tuī）荐（jiàn） Quadro，支持 GeForce）。强烈推（tuī）荐 Maxwell 2000 或（huò）更好。
• GPU 上至少有 4GB 的视频 RAM（推荐 8GB）。