Статичен анализ на мащабен модел на пресформа¶
Този пример представлява линеен статичен анализ, при който върху сглобка на пресформа се прилага равномерно разпределено налягане. Налични са четири мрежи с тетраедрични елементи от втори ред — от приблизително 1 милион до приблизително 210 милиона възли.
Най-големият модел, Mold_200mil, е изпълняван на 13 изчислителни възела с 208 процеса и може да служи като пример за мащаба, до който могат да се обработват с FrontISTR модели с геометрия, използвана в практиката. Четирите модела имат еднакви геометрия, материал и гранични условия и се различават само по гъстотата на мрежата, така че позволяват да се сравни и влиянието на мащаба върху точността и изчислителните ресурси.
Модел за анализ¶
Четирите модела имат еднакви геометрия, материал и гранични условия, но се различават по гъстотата на мрежата.
| Позиция | Описание |
|---|---|
| Геометрия и свързване | Сглобка на пресформа. Частите са свързани чрез общи възли. |
| Елементи | Тетраедрични елементи от втори ред |
| Материал | Конструкционна стомана, линейно еластичен материал. Модул на Юнг 200 GPa, коефициент на Поасон 0.3 |
| Натоварване | Равномерно разпределено налягане 1 MPa върху горната повърхност (група повърхнини PRESSURE1) |
| Ограничения | Фиксирани са и трите транслационни компоненти върху долната повърхност (група възли CONSTRAINT1) |
Резултати от анализа¶
Преместване и напрежение според размера на мрежата¶
| Име на модела | Минимално Z-преместване (mm) | Максимално напрежение по Мизес, възлова стойност (MPa) | Максимално напрежение по Мизес, стойност в елемент (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 |
При сгъстяване на мрежата изменението на минималното Z-преместване намалява, а разликата между двата най-големи размера е 0.0007 mm при точността на стойностите, показани в таблицата. За разлика от това максималното напрежение по Мизес продължава да нараства както за възловите стойности, така и за стойностите в елементите. За да се прецени дали напрежението достига сходимост или има сингулярност, е необходимо да се изследват местоположението на максималната стойност и околните геометрия и гранични условия.
| Mold_001mil | Mold_011mil |
|---|---|
 |  |
| Mold_055mil | Mold_200mil |
 |  |
Фигура 3 показва екстраполираните към възлите стойности (NodalMISES), като легендата е фиксирана на 0–50 MPa във всички изображения. Разликите между мрежите могат да се сравнят по ръбовете на елементите.
Данни за изпълнение в голям мащаб¶
Изчисленията са извършени през юли 2020 г. с FrontISTR 5.1.0, метода CG, праг на сходимост 1.0E-06 и максимален брой итерации 100,000. Средата за изпълнение е PC клъстер, като всеки изчислителен възел е оборудван с два Xeon E5-2670 (2.6 GHz, 8 ядра), 128 GB памет и връзка InfiniBand FDR. Паралелният режим е Flat MPI (1 процес с 1 нишка).
| Име на модела | MPI процеси (изчислителни възли) | Предобуславяне | Брой итерации | Време на решателя (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) | Диагонално мащабиране | 92,626 | 96,969.34 |
Времената са стойностите на solve от журналите за изпълнение. При използване на AMG паметта за Mold_200mil е била недостатъчна дори на 13 изчислителни възела, затова предобуславянето е променено на диагонално мащабиране; броят на итерациите е 92,626, а времето за изчисление — приблизително 27 часа.
Данни за анализа¶
| Име на модела | Брой възли | Брой елементи | Компресиран размер | Изтегляне |
|---|---|---|---|---|
| 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 части (по-долу) |
Версията на данните е 1.0.0.
Изтегляне на Mold_200mil¶
Тъй като Mold_200mil надхвърля ограничението за един файл (5 GB), той е регистриран в 5 части по 2 GiB. Изтеглете всички файлове в една и съща директория и след това ги обединете.
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
SHA-256 на обединения файл е c67d5b8990302c84103de7e8a2848449f0035f7813cd122fb443e206f38b8606.
Литература¶
Сътрудници¶
- Създаване на CAD и входни данни: TechnoStar
- Преобразуване към FrontISTR и паралелен анализ: Ямагучи и Инагаки