التحليل الساكن لنموذج قالب كبير الحجم¶
هذه دراسة حالة لتحليل ساكن خطي تُطبَّق فيه ضغوط موزعة بانتظام على تجميعة قالب. وتوجد أربع شبكات بعناصر رباعية السطوح من الرتبة الثانية، يتراوح حجمها من نحو مليون عقدة إلى نحو 210 ملايين عقدة.
سُجِّل تشغيل أكبر نموذج، Mold_200mil، على 13 عقدة حوسبة باستخدام 208 عمليات، لذا يمكن استخدام هذه الحالة لإظهار الحجم الذي يستطيع FrontISTR التعامل معه لنماذج ذات هندسة مستخدمة في التطبيقات العملية. وتشترك النماذج الأربعة في الهندسة والمادة والشروط الحدية، وتختلف فقط في دقة الشبكة، مما يتيح أيضًا مقارنة تأثير حجم النموذج في الدقة والموارد الحاسوبية.
نموذج التحليل¶
تشترك النماذج الأربعة في الهندسة والمادة والشروط الحدية، وتختلف في دقة الشبكة.
| البند | الوصف |
|---|---|
| الهندسة والاتصال | تجميعة قالب. تتصل الأجزاء بعقد مشتركة. |
| العناصر | عناصر رباعية السطوح من الرتبة الثانية |
| المادة | فولاذ إنشائي، مادة ذات مرونة خطية. معامل Young يساوي 200 GPa، ونسبة Poisson تساوي 0.3 |
| الحمل | ضغط موزع بانتظام مقداره 1 MPa على السطح العلوي (مجموعة السطح PRESSURE1) |
| القيود | تثبيت مكونات الإزاحة الانتقالية الثلاثة على السطح السفلي (مجموعة العقد CONSTRAINT1) |
نتائج التحليل¶
الإزاحة والإجهاد حسب حجم الشبكة¶
| النموذج | القيمة الدنيا لإزاحة Z (mm) | أقصى إجهاد فون ميزس، قيمة عقدية (MPa) | أقصى إجهاد فون ميزس، قيمة عنصرية (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 |
كلما ازدادت دقة الشبكة، صغر مقدار التغير في القيمة الدنيا لإزاحة Z؛ وبين أكبر شبكتين يبلغ الفرق، بالدقة المعروضة في الجدول، 0.0007 mm. في المقابل، يستمر أقصى إجهاد فون ميزس في الارتفاع لكل من القيم العقدية والعنصرية. ولتحديد ما إذا كان الإجهاد يتقارب أو توجد حالة تفرد، يجب فحص موضع القيمة العظمى والهندسة والشروط الحدية المحيطة به.
| Mold_001mil | Mold_011mil |
|---|---|
 |  |
| Mold_055mil | Mold_200mil |
 |  |
يعرض الشكل 3 القيم المستقرأة عند العقد (NodalMISES)، مع تثبيت نطاق مفتاح الرسم عند 0–50 MPa في جميع الأشكال. ويمكن مقارنة اختلافات الشبكة من حواف العناصر.
سجل التنفيذ واسع النطاق¶
أُجريت الحسابات في يوليو 2020 باستخدام FrontISTR 5.1.0 وطريقة CG، مع عتبة تقارب 1.0E-06 وحد أقصى قدره 100,000 تكرار. وكانت بيئة التنفيذ عنقودًا من حواسيب PC؛ وتضم كل عقدة حوسبة معالجين Xeon E5-2670 (بتردد 2.6 GHz و8 أنوية)، وذاكرة بسعة 128 GB، مع اتصال InfiniBand FDR. وكان أسلوب التنفيذ المتوازي Flat MPI (خيط واحد لكل عملية).
| النموذج | عمليات MPI (عقد الحوسبة) | المهيئ المسبق | عدد التكرارات | زمن الحالّ (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) | التحجيم القطري | 92,626 | 96,969.34 |
تمثل الأزمنة قيم solve في سجلات التنفيذ. وعند استخدام AMG مع Mold_200mil لم تكن الذاكرة كافية حتى على 13 عقدة حوسبة، لذلك غُيّر المهيئ المسبق إلى التحجيم القطري؛ وبلغ عدد التكرارات الناتج 92,626، وبلغ زمن الحساب نحو 27 ساعة.
بيانات التحليل¶
| النموذج | عدد العقد | عدد العناصر | الحجم المضغوط | التنزيل |
|---|---|---|---|---|
| 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 أجزاء (أدناه) |
إصدار البيانات هو 1.0.0.
الحصول على Mold_200mil¶
يتجاوز Mold_200mil الحد الأقصى لحجم الملف الواحد (5 GB)، لذلك سُجِّل في خمسة أجزاء حجم كل منها 2 GiB. نزّل جميع الملفات إلى الدليل نفسه ثم ادمجها.
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
قيمة SHA-256 للملف بعد الدمج هي c67d5b8990302c84103de7e8a2848449f0035f7813cd122fb443e206f38b8606.
المراجع¶
المساهمون¶
- إنشاء بيانات CAD وبيانات الإدخال: TechnoStar
- التحويل إلى FrontISTR والتحليل المتوازي: ياماغوتشي وإيناغاكي