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Dytran 是MSC Software 公司的核心产品之一，特别适用于分析涉及大变形、高度非线性的瞬态事件，以及流体与结构之间的相互作用，典型的应用如下所示。
● 气囊充气分析。
● 安全气囊与乘员的相互作用分析。
● 钣金成型分析。
● 武器的设计与计算，如爆炸碎片的分析。
● 撞击分析。
● 轮胎在积水路面的排水性和动平衡分析。
● 爆炸与冲击分析。
● 高速穿透分析。
● 船舶碰撞分析。
● 水下或空中弹体发射过程的分析。
● 液阻型橡胶隔振器瞬态动力响应分析。
Dytran是一个显式有限元分析（Finite Element Analysis，FEA）解决方案，用于仿真冲击、碰撞等类型的瞬时事件，并可分析在此类事件期间结构的复杂非线性行为。Dytran能够分析设计的结构完整性，以确保最终产品在满足用户的安全性、可靠性及管理机构的要求等方面处于有利的地位。
Dytran在单一软件包中提供了结构、材料流及流体结构耦合分析功能。Dytran采用了独特的耦合特性，使结构部件与流体、高度变形材料的分析能够集成在同一个连续仿真中。以下是Dytran分析的优点。
● 与Patran完全集成，易于建模。
● 具有领先的材料流动欧拉技术。
● 将纯结构的有限元技术和纯流动的欧拉有限体积技术结合，形成精确、独特的流固耦合技术。
● 强大的结构分析能力：Dytran具备完整的单元类型和大量的材料模型，从金属、复合材料、混凝土到塑料、橡胶和泡沫；采用更新的拉格朗日方法和显式时间积分技术，具备对极度大变形和结构失效问题的分析能力；提供各种定义接触的模式，能够模拟各种复杂边界条件。
● 在Patran的开发环境支持下，易于实现Dytran。
Dytran具有强大的仿真功能，其使用范围涉及CAE的整个领域——结构分析、流体分析与机构分析。该软件集成了来自多种软件的求解器，从理论上讲几乎可以模拟任何力学过程（在硬件资源满足需要的前提下）。
Dytran采用拉格朗日求解器和欧拉求解器对结构和流体进行建模。实体、壳、梁、薄膜、弹簧和刚性单元等可使用拉格朗日求解器进行建模；欧拉求解器可以处理具有剪切强度的材料的流动。Dytran具备完整的一维、二维、三维单元库。
Dytran的材料库中包括线弹性材料、弹塑性材料、刚性材料、橡胶材料、低密度泡沫材料、土壤材料、正交各向异性材料、层合复合材料、率相关材料以及各种屈服准则、失效模式、状态方程、多点爆炸燃烧模型等。
Dytran 采用组合方式可定义上百种材料；通过大量用户子程序接口，可以定义各种材料破坏模式。
Dytran可以处理多个构件相互高速撞击的问题，接触面可以扩大、缩小、考虑摩擦的相对滑动、分离或粘接。
● 面与面接触：分为变形体与变形体接触、变形体与刚性体接触和刚体与刚体接触。
● 点与面接触：分为节点与变形体接触和节点与刚性体接触。
● 单面自身接触。
Dytran分析的精度已被相关的物理实验证实。Dytran可帮助工程师预测样机对各种现实动态事件的反应、分析产品失效的潜在原因。一些行业应用的例子如下所示。
● 航空航天的应用：飞机迫降、燃料箱的晃动与破裂、飞机鸟撞仿真、发动机叶片包容性、飞机耐撞性、座椅设计与安全性、飞机货仓防爆设计。
● 汽车的应用：安全气囊设计（见图1-6）、假人建模与座椅设计、车辆冲击与碰撞试验、轮胎湿路打滑、油箱的晃动与破裂。
图1-6 安全气囊
● 军事与国防的应用：聚能弹仿真与武器设计、弹丸侵彻与目标贯穿、水动力锤击、船舶碰撞、水下冲击爆炸、防爆性与生存能力。
● 其他行业的应用：瓶子与容器设计、纸带设计、跌落试验、运动器材影响分析、包装设计。
借助 Dytran 的创新能力，可以在移动和变形的耦合表面建立自适应网格以及根据多欧拉域的相互作用进行建模，从而对采用其他工具难以或无法仿真的复杂场景进行分析，如下所示。
● 多个对象冲击多层结构。例如，确定多次鸟撞对飞行中的飞机的影响等。
● 出现液体泄漏或渗透的灾难性结构失效。例如，检查车辆是否能够承受可能导致油箱被压碎或漏油的碰撞。
● 封闭箱体内的液体的加注与晃动。例如，设计挡板以优化燃料箱的噪声、振动与声振粗糙度（Noise、Vibration、Harshness，NVH）特性。
拉格朗日求解器和欧拉求解器可用于对每个求解器内的结构和流体网格进行建模：可以将每个求解器中的流体结构的相互作用耦合在一起，以分析流体结构相互作用时实体、壳体、梁、膜、弹簧和刚性元素之间的相互作用，从而对结构进行建模；可以用三维欧拉单元建立欧拉网格。拉格朗日求解器和欧拉求解器都能处理具有剪切强度的流体材料。
从工程工作站到超级计算机等应用，Dytran可用于简单单元处理和共享内存并行系统的刚体变形体接触等。
通过持续不断的改进，Dytran 发布的每一个新版本都实现了效率的提升。一些新的技术改进如下所示。
● 利用欧拉求解器的分布式内存并行功能，能够在流固耦合（Fluid-Structure Interaction，FSI）分析中耦合表面计算性能。
● 利用循环对称边界功能，有助于调整涡轮机的仿真模型尺寸、优化旋转结构之间的流动以及解决管流问题。
● 借助不协调网格的联结技术，可将欧拉单元的一侧与其他几个欧拉单元的侧面相连，即将细网格“粘”到粗网格上，实现有效、灵活的建模，特别是对那些只存在局部不均匀的网格；这一功能在FSI分析中有着重要的应用，例如气囊的弹出分析，如图1-7所示。
● 可通过定义最小和最大的网格尺寸之间的偏离比来实现非均匀的欧拉网格的划分，从而以另一种方式实现建模的灵活性。此外，渐变网络和非均匀欧拉网格还可以同时使用，这在进行UNDEX仿真时较为有用。
● 可以根据轴向和径向确定时间步长，加快轴对称网格的建模速度。
● 在军舰和UNDEX的应用中，可以使用静水压力边界。
图1-7 气囊的弹出分析
Dytran 使用显式技术来解决瞬态动力学问题。实体、壳、梁、膜、连接单元及刚性单元均可用于构建结构模型。同时，用户可以将各种材料模型用于非线性响应和失效分析，其中包括线弹性、屈服准则、状态方程、失效及破坏模型、爆炸燃烧模型及复合材料等。接触表面允许在结构部件之间相互作用，或者与刚体相互作用。这些相互作用包括摩擦接触、滑动摩擦效应及分离。单面接触可用于建立结构的压曲模型，此时材料可折叠到自身，如图1-8中的卡车碰撞所示。
图1-8 卡车碰撞
在流固耦合问题的分析中，Dytran独有的“自适应多欧拉区域”技术——欧拉网格随着耦合面的变化自动调整的技术得到扩展，此技术从只支持单一材料发展到支持多种欧拉材料。欧拉材料可以是多种流体或气体材料，亦可以是有刚度但能经受大变形的结构材料。这种自适应网格的技术不仅可以优化计算步长，提高计算速度，还可以提高计算精度。此外，多材料欧拉求解技术让部分场景在鲁棒性和准确性上得到大大改善，如油箱晃动、燃料箱燃料的注入和流出、水下爆炸、模拟水从瓶中倒入杯中的流动过程、容器跌落等。其中，容器跌落如图1-9所示。
图1-9 容器跌落
Dytran中同时提供了欧拉求解器和拉格朗日求解器，不仅能在单一模型中同时对结构和流体建模，还能仿真结构与流体之间的相互作用。流体与结构之间的相互作用是通过在结构上建立一个耦合表面（拉格朗日域）来实现的。
Dytran具有欧拉网格的自适应技术，欧拉网格的数量可随结构的大小自动调整，从而可大量节约耦合计算的时间。Dytran开发了无须进行网格过渡协调而直接将不同密度的网格联结起来的技术，即非均匀网格的Mesh-Box技术，如图1-10所示。采用该技术，可以十分方便地在不同区域采用不同密度的网格，提高了网格的费效比。
Dytran允许采用不均匀的网格对长方体空间进行网格划分，通过定义各方向上的网格划分数量、将最大与最小网格尺寸的比率加以控制，并与分次网格（Graded meshes）结合，可更加方便、灵活、高效地划分出欧拉网格。
Dytran可以直接定义静水压力边界条件，如图1-11所示，以此来对欧拉网格进行压力初始化。这样就改变了以往需要通过施加重力场来模拟初始压力的做法，使建模和分析变得较为简单。这一功能对水下爆炸分析等非常有用。
图1-10 非均匀网格的Mesh-Box技术
图1-11 静水压力边界条件
Dytran含有多种求解方法，如下所示。
● 线性方程组求解：直接法、迭代法、多前沿稀疏法、并行法等。
● 实特征值求解：Lanczos法、增强逆迭代法、Givens法、改进Givens法、Householder法、带Sturm序列检查的逆迭代法等。
● 复特征值求解：Delerminated法、Hessenberg法、新Hessenberg法、逆迭代法、Lanczos法等。
● 非线性方程组求解：牛顿-拉弗森法、修正的牛顿-拉弗森法、有应变修正的牛顿-拉弗森法。
● 矩阵运算优化算法：致密乘致密法、致密乘稀疏法、稀疏乘稀疏法、稀疏乘致密法、稀疏法、三重乘法和并行算法等。
● 矩阵分解方法：对称矩阵的Cholsky法、非对称矩阵的标准法。
● 带宽优化算法：Cuthill-McKee法、Gbbs-Pool-Stk法和混合算法等。优化准则包括波前均方根最小、带宽最小、轮廓最小、波前上限最小等。