Statiese analise van ’n grootskaalse gietvormmodel¶
Hierdie gevallestudie is ’n lineêre statiese analise waarin ’n eweredig verdeelde druk op ’n gietvormsamestelling toegepas word. Daar is vier maasse met tweede-orde-tetraëdriese elemente, wat wissel van ongeveer 1 miljoen nodusse tot ongeveer 210 miljoen nodusse.
Die grootste model, Mold_200mil, is reeds op 13 rekenaarnodusse met 208 prosesse uitgevoer en dien as ’n voorbeeld van die skaal waarop modelle met geometrieë wat in die praktyk gebruik word, hanteer kan word. Die vier modelle het dieselfde geometrie, materiaal en randvoorwaardes en verskil slegs in maasfynheid; daarom kan die invloed van skaal op akkuraatheid en berekeningshulpbronne ook vergelyk word.
Analisemodel¶
Die vier modelle het dieselfde geometrie, materiaal en randvoorwaardes en verskil in maasfynheid.
| Item | Inhoud |
|---|---|
| Geometrie en verbindings | Gietvormsamestelling. Dele is deur gedeelde nodusse verbind. |
| Elemente | Tweede-orde-tetraëdriese elemente |
| Materiaal | Struktuurstaal, lineêr-elasties. Young se modulus 200 GPa, Poisson se verhouding 0.3 |
| Las | Eweredig verdeelde druk van 1 MPa op die boonste oppervlak (oppervlakgroep PRESSURE1) |
| Beperking | Al drie translasiekomponente op die onderste oppervlak is vas (nodusgroep CONSTRAINT1) |
Analiseresultate¶
Verplasing en spanning volgens maasskaal¶
| Modelnaam | Minimum Z-verplasing (mm) | Maksimum Mises-spanning, noduswaarde (MPa) | Maksimum Mises-spanning, elementwaarde (MPa) |
|---|---|---|---|
| Mold_001mil | -0.2527 | 118.2 | 75.9 |
| Mold_011mil | -0.2638 | 130.7 | 101.3 |
| Mold_055mil | -0.2659 | 189.9 | 156.5 |
| Mold_200mil | -0.2666 | 250.4 | 213.1 |
Namate die maas verfyn word, word die verandering in die minimum Z-verplasing kleiner; vir die laaste twee groottes is die verskil, volgens die waardes wat in die tabel vertoon word, 0.0007 mm. Daarteenoor hou die maksimum Mises-spanning aan toeneem vir sowel die noduswaardes as die elementwaardes. Om te bepaal of die spanning konvergeer of of daar ’n singulariteit is, moet die ligging van die maksimum waarde en die omliggende geometrie en randvoorwaardes ondersoek word.
| Mold_001mil | Mold_011mil |
|---|---|
 |  |
| Mold_055mil | Mold_200mil |
 |  |
Figuur 3 toon waardes wat na die nodusse geëkstrapoleer is (NodalMISES), en die legenda is in al die figure op 0–50 MPa vasgestel. Die verskille tussen die maasse kan aan die elementrande vergelyk word.
Rekord van grootskaalse uitvoering¶
Die berekeninge is in Julie 2020 met FrontISTR 5.1.0 uitgevoer met die CG-metode, ’n konvergensiedrempel van 1.0E-06 en ’n maksimum van 100,000 iterasies. Die uitvoeringsomgewing was ’n PC-kluster; elke rekenaarnodus het twee Xeon E5-2670-verwerkers (2.6 GHz, 8 kerne), 128 GB geheue en InfiniBand FDR-verbindings gehad. Die parallelle uitvoeringsmetode was Flat MPI (1 proses met 1 draad).
| Modelnaam | MPI-prosesse (rekenaarnodusse) | Voorkondisioneerder | Iterasies | Oplossertyd (s) |
|---|---|---|---|---|
| Mold_001mil | 32 (2) | AMG (ML) | 611 | 80.16 |
| Mold_011mil | 64 (4) | AMG (ML) | 854 | 782.65 |
| Mold_055mil | 128 (8) | AMG (ML) | 778 | 2,015.05 |
| Mold_200mil | 208 (13) | Diagonale skalering | 92,626 | 96,969.34 |
Die tye is die solve-waardes uit die uitvoeringslogboeke. Mold_200mil het selfs met 13 rekenaarnodusse onvoldoende geheue gehad toe AMG gebruik is; die voorkondisioneerder is daarom na diagonale skalering verander. Die aantal iterasies was 92,626 en die berekeningstyd ongeveer 27 uur.
Analisedata¶
| Modelnaam | Aantal nodusse | Aantal elemente | Saamgeperste grootte | Aflaai |
|---|---|---|---|---|
| Mold_001mil | 1,015,778 | 638,041 | 35.6 MB | Mold_001mil.tar.gz |
| Mold_011mil | 11,036,922 | 7,617,345 | 461 MB | Mold_011mil.tar.gz |
| Mold_055mil | 55,508,692 | 39,271,921 | 2.41 GB | Mold_055mil.tar.gz |
| Mold_200mil | 209,893,102 | 151,044,460 | 9.58 GB | 5 dele (hieronder) |
Die dataweergawe is 1.0.0.
Verkryging van Mold_200mil¶
Mold_200mil oorskry die limiet per lêer (5 GB), en is daarom in vyf dele geregistreer, met 2 GiB as die verdelingseenheid. Laai al die lêers na dieselfde gids af en voeg hulle daarna saam.
for i in 00 01 02 03 04; do
curl -fLO "https://gitlab.com/api/v4/projects/21515176/packages/generic/Mold_200mil/1.0.0/Mold_200mil.tar.gz.part$i"
done
cat Mold_200mil.tar.gz.part?? > Mold_200mil.tar.gz
Die SHA-256 van die saamgevoegde lêer is c67d5b8990302c84103de7e8a2848449f0035f7813cd122fb443e206f38b8606.
Verwysings¶
Bydraers¶
- CAD- en invoerdata-skepping: TechnoStar
- Omskakeling na FrontISTR en parallelle analise: Yamaguchi en Inagaki