Optionen für den linearen Löser
In den Statikanalyse-Einstellungen stehen im Bereich „Methode für Gleichungssystem“ zwei Optionen für den linearen Solver zur Verfügung – Direkt und Iterativ.
Beide Optionen legen fest, welche Methode zur Lösung des Gleichungssystems verwendet wird – „direkt“ oder „iterativ“. Um Missverständnisse zu vermeiden: Bei der direkten Lösung des Gleichungssystems wird ebenfalls eine iterative Berechnung durchgeführt, wenn Nichtlinearitäten vorliegen oder wenn die Daten gemäß Theorie II. Ordnung oder III. Ordnung berechnet werden. „Direkt“ und „Iterativ“ beziehen sich auf die Datenverwaltung während der Berechnung.
Im Gegensatz zu direkten Lösern nähern sich iterative Verfahren der Lösung schrittweise an, anstatt in einem einzigen umfangreichen Rechenschritt. Folglich lässt sich bei der Anwendung eines iterativen Verfahrens beobachten, dass die Schätzungen des Lösungsfehlers mit zunehmender Iterationsanzahl abnehmen. Bei gut konditionierten Problemen verläuft die Konvergenz in der Regel gleichmäßig, während bei weniger gut konditionierten Problemen die Konvergenz langsamer voranschreitet. Oszillierendes Verhalten innerhalb eines iterativen Lösers deutet häufig auf eine fehlerhafte Problemstellung hin, beispielsweise auf unzureichende Randbedingungen.
Ein wesentlicher Vorteil iterativer Solver liegt in ihrem im Vergleich zu direkten Solvern minimierten Speicherbedarf bei der Bearbeitung von Problemen gleicher Größe. Ein inhärenter Nachteil iterativer Löser ist jedoch ihre Empfindlichkeit gegenüber den Solver-Einstellungen, die auf die spezifischen Eigenschaften der jeweiligen zugrundeliegenden Gleichung in den verschiedenen physikalischen Szenarien zugeschnitten sein müssen. Die „direkte” Solver-Option ist im Allgemeinen vorzuziehen, sofern ausreichend RAM zur Verfügung steht.
Empfehlungen
Welche Solver-Methode schneller zu Ergebnissen führt, hängt von der Komplexität des Modells sowie von der Größe des verfügbaren Arbeitsspeichers (RAM) ab:
- Für kleine und mittelgroße Systeme ist die direkte Solver-Methode effektiver.
- Für große und komplexe Systeme führt die iterative Methode schneller zu Ergebnissen.
Sobald die Matrizen für die direkte Methode nicht mehr im Hauptspeicher gespeichert werden können, beginnt Windows, Teile der Daten auf die Festplatte auszulagern, was die Berechnung erheblich verlangsamt. Die Festplattenaktivität nimmt zu und die Prozessorauslastung sinkt, was im Windows-Task-Manager sichtbar ist. Durch die Verwendung der iterativen ICG-Berechnungsmethode (Incomplete Conjugate Gradient) können Sie dieses Speicherproblem vermeiden.
Es muss sichergestellt werden, dass die Auslagerungsdatei groß genug ist oder dass die Dateigröße automatisch von Windows zugewiesen wird. Ist die Auslagerungsdatei zu klein, kann es zu Programmabstürzen kommen.