Anàlisi estàtica d'un model de motlle a gran escala¶
Aquest és un cas d'anàlisi estàtica lineal en què s'aplica una pressió uniformement distribuïda a un conjunt de motlle. Hi ha quatre malles d'elements tetraèdrics quadràtics, des d'aproximadament 1 milió de nodes fins a aproximadament 210 milions de nodes.
El model de més gran escala, Mold_200mil, s'ha executat en 13 nodes amb 208 processos i serveix com a cas per mostrar fins a quina escala es poden tractar models amb geometries utilitzades en aplicacions reals. Els quatre models comparteixen la mateixa geometria, el mateix material i les mateixes condicions de contorn, i només difereixen en la finor de la malla; per tant, també permeten comparar l'efecte de l'escala sobre la precisió i els recursos computacionals.
Model d'anàlisi¶
Els quatre models comparteixen la mateixa geometria, el mateix material i les mateixes condicions de contorn, i difereixen en la finor de la malla.
| Element | Descripció |
|---|---|
| Geometria i connexions | Conjunt del motlle. Les peces estan connectades mitjançant nodes compartits |
| Elements | Elements tetraèdrics quadràtics |
| Material | Structural Steel, material elàstic lineal. Mòdul de Young 200 GPa, coeficient de Poisson 0.3 |
| Càrrega | Pressió uniforme d'1 MPa a la superfície superior (grup de superfícies PRESSURE1) |
| Restriccions | Es fixen els tres components de translació de la superfície inferior (grup de nodes CONSTRAINT1) |
Resultats de l'anàlisi¶
Desplaçament i tensió segons l'escala de la malla¶
| Nom del model | Valor mínim del desplaçament Z (mm) | Tensió de von Mises màxima, valor nodal (MPa) | Tensió de von Mises màxima, valor elemental (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 |
A mesura que es refina la malla, la variació del valor mínim del desplaçament Z es fa més petita, i la diferència entre les dues escales més grans és de 0.0007 mm amb els valors mostrats a la taula. En canvi, la tensió de von Mises màxima continua augmentant tant per als valors nodals com per als valors elementals. Per determinar si la tensió convergeix o si hi ha una singularitat, cal examinar la ubicació del valor màxim i la geometria i les condicions de contorn de l'entorn.
| Mold_001mil | Mold_011mil |
|---|---|
 |  |
| Mold_055mil | Mold_200mil |
 |  |
La figura 3 mostra els valors extrapolats als nodes (NodalMISES), amb la llegenda fixada a 0〜50 MPa en totes les figures. Les diferències de la malla es poden comparar a partir de les arestes dels elements.
Registre d'execució a gran escala¶
El càlcul es va fer el juliol de 2020 amb FrontISTR 5.1.0, utilitzant el mètode CG, un llindar de convergència de 1.0E-06 i un màxim de 100,000 iteracions. L'entorn d'execució era un clúster de PC; cada node disposava de dos Xeon E5-2670 (2.6 GHz, 8 nuclis), 128 GB de memòria i connexió InfiniBand FDR. El mode de paral·lelització era Flat MPI (1 fil per procés).
| Nom del model | Processos MPI (nodes) | Precondicionament | Nombre d'iteracions | Temps del solucionador (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） | Escalat diagonal | 92,626 | 96,969.34 |
Els temps corresponen als valors solve dels registres d'execució. En utilitzar AMG, Mold_200mil es va quedar sense memòria fins i tot amb 13 nodes, de manera que el precondicionament es va canviar a escalat diagonal; el nombre d'iteracions va ser de 92,626 i el temps de càlcul, d'aproximadament 27 hores.
Dades de l'anàlisi¶
| Nom del model | Nombre de nodes | Nombre d'elements | Mida comprimida | Descàrrega |
|---|---|---|---|---|
| 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 parts (a continuació) |
La versió de les dades és 1.0.0.
Obtenció de Mold_200mil¶
Com que Mold_200mil supera el límit per fitxer (5 GB), està registrat dividit en 5 parts de 2 GiB. Baixeu tots els fitxers al mateix directori i, a continuació, concateneu-los.
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
El SHA-256 després de la concatenació és c67d5b8990302c84103de7e8a2848449f0035f7813cd122fb443e206f38b8606.
Referències¶
Col·laboradors¶
- Creació de CAD i dades d'entrada: TechnoStar
- Conversió a FrontISTR i anàlisi paral·lela: Yamaguchi i Inagaki