Statisk analyse af en storskala formmodel¶
Dette er et eksempel på en lineær statisk analyse, hvor et jævnt fordelt tryk påføres en formsamling. Der findes fire mesh med tetraederelementer af anden orden, fra ca. 1 million knuder til ca. 210 millioner knuder.
Den største model, Mold_200mil, er blevet kørt på 13 beregningsnoder med 208 processer og kan derfor bruges som et eksempel på, hvor store modeller med geometri fra praktiske anvendelser der kan håndteres. De fire modeller har samme geometri, materiale og randbetingelser og adskiller sig kun i meshfinheden, så de kan også bruges til at sammenligne, hvordan modelstørrelsen påvirker nøjagtighed og beregningsressourcer.
Analysemodel¶
De fire modeller har samme geometri, materiale og randbetingelser og adskiller sig i meshfinheden.
| Punkt | Indhold |
|---|---|
| Geometri og forbindelser | Formsamling. Delene er forbundet via fælles knuder. |
| Elementer | Tetraederelementer af anden orden |
| Materiale | Structural Steel, lineært elastisk materiale. Youngs modul 200 GPa, Poissons forhold 0.3 |
| Last | Jævnt fordelt tryk på 1 MPa på oversiden (fladegruppe PRESSURE1) |
| Fastholdelse | Alle tre translationskomponenter er fastholdt på undersiden (knudegruppe CONSTRAINT1) |
Analyseresultater¶
Forskydning og spænding ved forskellige meshstørrelser¶
| Modelnavn | Mindste Z-forskydning (mm) | Maksimal Mises-spænding, knudeværdi (MPa) | Maksimal Mises-spænding, elementværdi (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 |
Når meshet forfines, bliver ændringen i den mindste Z-forskydning mindre; for de to største mesh er forskellen 0.0007 mm med den viste præcision i tabellen. Den maksimale Mises-spænding fortsætter derimod med at stige for både knude- og elementværdier. For at afgøre, om spændingen konvergerer, eller om der findes en singularitet, er det nødvendigt at undersøge placeringen af maksimumværdien samt den omgivende geometri og randbetingelserne.
| Mold_001mil | Mold_011mil |
|---|---|
 |  |
| Mold_055mil | Mold_200mil |
 |  |
Figur 3 viser værdier ekstrapoleret til knuderne (NodalMISES), og signaturens interval er fastsat til 0–50 MPa i alle figurer. Forskellene mellem meshene kan sammenlignes ud fra elementkanterne.
Registrering af storskala-kørsel¶
Beregningerne blev udført i juli 2020 med FrontISTR 5.1.0, CG-metoden, konvergenstærsklen 1.0E-06 og højst 100,000 iterationer. Kørselsmiljøet var en pc-klynge, hvor hver beregningsnode havde to Xeon E5-2670-processorer (2.6 GHz, 8 kerner), 128 GB hukommelse og forbindelse via InfiniBand FDR. Paralleliseringsmetoden var Flat MPI (1 proces og 1 tråd).
| Modelnavn | MPI-processer (beregningsnoder) | Prækonditionering | Antal iterationer | Løsertid (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） | Diagonal skalering | 92,626 | 96,969.34 |
Tiderne er værdierne for solve i kørselsloggene. Da Mold_200mil løb tør for hukommelse selv på 13 beregningsnoder ved brug af AMG, blev prækonditioneringen ændret til diagonal skalering; antallet af iterationer var 92,626, og beregningstiden var ca. 27 timer.
Analysedata¶
| Modelnavn | Antal knuder | Antal elementer | Komprimeret størrelse | Hent |
|---|---|---|---|---|
| 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 (nedenfor) |
Dataversionen er 1.0.0.
Hentning af Mold_200mil¶
Mold_200mil overskrider grænsen pr. fil (5 GB) og er derfor registreret i fem dele på 2 GiB. Hent alle filerne til den samme mappe, og saml dem derefter.
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 for den samlede fil er c67d5b8990302c84103de7e8a2848449f0035f7813cd122fb443e206f38b8606.
Referencer¶
Bidragydere¶
- Oprettelse af CAD- og inputdata: TechnoStar
- Konvertering til FrontISTR og parallelanalyse: Yamaguchi og Inagaki