PLAXIS использует алгоритм автоматического выбора длины шага. Эта процедура контролируется двумя параметрами: Desired min number of iterations (Требуемое минимальное число итераций) и Desired max number of iterations (Требуемое максимальное число итераций). Эти параметры задают требуемое минимальное и максимальное число итераций на одном шаге расчёта. По умолчанию они равны, соответственно, 6 и 15, но пользователь может изменять их значения в диапазоне от 1 до 100.
<aside> 🌐 Материал подготовлен на базе перевода материалов разработчиков. В конце статьи вы найдёте ссылку на исходник.
</aside>
Параметры задаются в настройках фазы в блоке Numerical control parameters. Чтобы изменить их, нужно деактивировать флаговую кнопку Use default iter parameters
Итерационные параметры Desired min и Desired max, в первую очередь, предназначены для определения того, когда расчёт должен увеличивать или уменьшать размер шага. Если решение одного шага нагружения сходится за меньшее количество итераций, чем требуемый минимум, решатель начинает использовать в два раза больший шаг нагружения. Если для расчёта требуется больше итераций для сходимости, чем требуемый максимум, решатель уменьшит шаг вычисления наполовину.
Для типов расчёта Plastic и Safety изменение этих параметров не влияет на результат. Пока расчёт сходится на каждом шаге, неважно, используется ли много небольших шагов с несколькими итерациями или меньше больши́х шагов с бо́льшим количеством итераций на шаг.
Для типа расчёта Dynamic размер шага остаётся постоянным и определяется временным интервалом и количеством дополнительных шагов и динамических подшагов, поэтому параметры Desired minimum и Desired maximum не используются в принципе.
В расчёте Consolidation есть небольшое влияние. Выбор между бо́льшим или меньшим размером шага основан на сходимости расчётов. При расчёте консолидации во время этапа нагружения (следовательно, на временном шаге) вода фильтрует из грунта, и, как правило, в начале шага фильтрация немного выше, чем в конце шага. Но на одном временном шаге расчёт будет выполняться с постоянной фильтрацией, и обычно это фильтрация в конце временного шага. Это означает, что в среднем скорость фильтрации на временном шаге немного занижена, что приводит к несколько бо́льшему времени консолидации. Если расчёт выполняется с бо́льшими шагами, этот эффект будет больше, чем при расчёте с меньшими шагами.
На практике, когда расчёт консолидации занимает несколько сотен шагов, влияние на время консолидации будет очень незначительным. Но в специфических случаях, когда расчёт консолидации требует всего нескольких шагов, например, при моделировании лабораторных испытаний на высокопроницаемых грунтах, влияние может составлять всего несколько процентов. В этом случае снижение Desired minimum и Desired maximum заставит расчёт использовать меньшие шаги и может итоге улучшить результат.
Более распространённой причиной изменения Desired minimum и Desired maximum в расчёте консолидации является время, которое уходит на расчёт. При расчёте консолидации матрица жёсткости зависит от временного шага, поэтому временной шаг должен быть известен до составления матрицы жёсткости. Если в процессе вычислений размер шага должен быть увеличен или уменьшен, временной шаг тоже изменится, следовательно, должна быть составлена новая матрица жёсткости. В некоторых случаях на каждом втором шаге расчёта его размер масштабируется, а затем, на следующем шаге, масштабируется ещё раз. Это означает, что практически для любого этапа расчёта необходимо создать новую матрицу жёсткости, что занимает очень много времени.
<aside> 💡 Поэтому небольшое увеличение Desired minimum и Desired maximum может привести к тому, что размер шага вычисления будет меняться реже, что значительно повысит скорость вычисления.
</aside>
Время от времени у пользователя может возникнуть необходимость в изменении стандартных настроек требуемого минимального и максимального количества итераций. Например, это может потребоваться, когда процедура автоматического выбора шага вычислений задаёт слишком большие шаги, не позволяющие получить гладкую кривую зависимости перемещений от нагрузки.
Часто такое встречается при моделировании грунтов с очень низкими углами трения. Для того чтобы при таких условиях получить гладкую кривую зависимости перемещений от нагрузки, следует повторить расчёт при меньших значениях параметров, например:
При относительно больших углах трения грунта или при использовании моделей грунта высокого уровня может понадобиться увеличение стандартных значений для того, чтобы процесс расчета не занимал слишком много времени. В этом случае предлагается принимать: