Примери с реални модели за еластичен статичен анализ¶

Модел за анализ¶

Таблица 9.2.1 съдържа примери за верификация с реални модели при еластичен статичен анализ. Формите на моделите, с някои изключения, са показани и на фигури 9.2.1 до 9.2.5. За изпълнение на примерите с типове елементи 731 и 741 е необходим отделен директен решател.

Таблица 9.2.1 Примери за верификация с реални модели при еластичен статичен анализ

Фигура 9.2.1 Биела (EX01A)

Фигура 9.2.2 Блок с отвор (EX02)

Фигура 9.2.3 Турбинна лопатка (EX03, EX06)

Фигура 9.2.4 Цилиндрична черупка (EX04, EX09)

Фигура 9.2.5 Чаша за вино (EX05, EX10A)

Резултати от анализа¶

Примерни резултати от анализа¶

Примери за резултати от анализа са показани на фигури 9.2.6 до 9.2.9.

Фигура 9.2.6 Резултат от анализа EX01A (напрежение по Мизес и деформирана форма (10x))

Фигура 9.2.7 Резултат от анализа EX02 (напрежение по Мизес и деформирана форма (100x))

Фигура 9.2.8 Резултат от анализа EX03 (деформирана форма (10x))

Фигура 9.2.9 Резултат от анализа EX04 (деформирана форма (100x))

Резултати от верификацията на производителността на анализа с пример EX02¶

Извършен е анализ с универсален комерсиален софтуер, използвайки модел, еквивалентен на верификационния модел EX02 — блок с отвор. Фигура 9.2.10 показва сравнение на максималните и минималните стойности на компонентите на напрежението с тези от FrontISTR. Фигурата показва, че компонентите на напрежението съвпадат много добре.

След това е изследвано влиянието на декомпозицията на областта върху разпределението на напрежението. Декомпозицията на областта е извършена по метода RCB, като моделът е разделен на две във всяко от направленията X, Y и Z, общо на осем области. Фигура 9.2.11 показва декомпозицията. Фигура 9.2.12 показва разпределенията на напрежението от анализи с една област и с декомпозиция на осем области.

Фигура 9.2.10 Сравнение на компонентите на напрежението в EX02 с универсален софтуер

Фигура 9.2.11 EX02, декомпозиран на осем области по метода RCB

Фигура 9.2.12 Разлика в разпределението на напрежението по Мизес вследствие на декомпозицията на областта

Фигура 9.2.12 не показва разлика между двата резултата; те съвпадат напълно.

Таблица 9.2.2 сравнява времената за изпълнение при използваните настройки на решателя HEC-MW. Фигура 9.2.13 показва също историята на сходимостта до получаване на решението.

Таблица 9.2.2 Сравнение на времената за изпълнение с решатели HEC-MW

Фигура 9.2.13 Сравнение на историята на сходимостта с решатели HEC-MW (праг на сходимост: \(1.0 \times 10^{-8}\))

Сравнение на времето за изчисление с верификационен пример EX01A¶

С помощта на верификационния пример EX01A (биела) е оценено ускорението на изчислението чрез декомпозиция на областта. За изчислението е използван клъстерен компютър с 24 възела и процесори Xeon 2.8 GHz. Резултатите са показани на фигура 9.2.14. Фигурата показва, че скоростта на изчисление нараства пропорционално на броя на областите.

Изследвани са и разликите във времето за изчисление в зависимост от компютърната среда. Резултатите са показани в таблица 9.2.3.

Фигура 9.2.14 Ефект на ускорение чрез декомпозиция на областта

Таблица 9.2.3 Сравнение на времената за изчисление по компютри (1 CPU)