تحلیل استاتیکی مدل قالب در مقیاس بزرگ¶
این یک مطالعهٔ موردی از تحلیل استاتیکی خطی است که در آن فشار یکنواختی به مجموعهٔ قالب اعمال میشود. 4 مش با المانهای چهاروجهی مرتبهٔ دوم وجود دارد که از حدود 1 میلیون گره تا حدود 210 میلیون گره را پوشش میدهند.
بزرگترین مدل، Mold_200mil، سابقهٔ اجرا روی 13 گرهٔ محاسباتی با 208 فرایند را دارد و میتوان از آن بهعنوان نمونهای برای نشاندادن این موضوع استفاده کرد که مدلهایی با هندسهٔ مورد استفاده در کاربردهای عملی تا چه مقیاسی قابل پردازشاند. هر 4 مدل هندسه، ماده و شرایط مرزی یکسانی دارند و فقط میزان ریزشدگی مش آنها متفاوت است؛ بنابراین میتوان اثر مقیاس را بر دقت و منابع محاسباتی نیز مقایسه کرد.
مدل تحلیل¶
هر 4 مدل هندسه، ماده و شرایط مرزی یکسانی دارند و میزان ریزشدگی مش آنها متفاوت است.
| مورد | توضیح |
|---|---|
| هندسه و اتصال | مجموعهٔ قالب. قطعات از طریق گرههای مشترک به هم متصلاند. |
| المان | المان چهاروجهی مرتبهٔ دوم |
| ماده | فولاد سازهای، با کشسانی خطی. مدول یانگ 200 GPa و ضریب پواسون 0.3 |
| بار | فشار یکنواخت 1 MPa روی سطح بالایی (گروه سطح PRESSURE1) |
| قید | هر 3 مؤلفهٔ انتقالی سطح زیرین ثابت شدهاند (گروه گره CONSTRAINT1) |
نتایج تحلیل¶
جابهجایی و تنش برحسب مقیاس مش¶
| نام مدل | کمینهٔ جابهجایی Z (mm) | بیشینهٔ تنش فونمیزس، مقدار گرهای (MPa) | بیشینهٔ تنش فونمیزس، مقدار المانی (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 |
با ریزترشدن مش، دامنهٔ تغییر کمینهٔ جابهجایی Z کوچکتر میشود و اختلاف بین دو مقیاس آخر با دقت نمایشدادهشده در جدول 0.0007 mm است. در مقابل، بیشینهٔ تنش فونمیزس، هم برای مقدار گرهای و هم برای مقدار المانی، همچنان افزایش مییابد. برای تشخیص همگرایی تنش یا وجود نقطهٔ تکین، باید محل مقدار بیشینه و هندسه و شرایط مرزی پیرامون آن بررسی شوند.
| Mold_001mil | Mold_011mil |
|---|---|
 |  |
| Mold_055mil | Mold_200mil |
 |  |
شکل 3 مقادیر برونیابیشده به گرهها (NodalMISES) را نشان میدهد و بازهٔ راهنما در همهٔ شکلها روی 0 تا 50 MPa ثابت شده است. تفاوت مشها را میتوان از لبههای المانها مقایسه کرد.
سابقهٔ اجرای مقیاس بزرگ¶
محاسبات در ژوئیهٔ 2020 با FrontISTR 5.1.0، روش CG، آستانهٔ همگرایی 1.0E-06 و حداکثر 100,000 تکرار انجام شدند. محیط اجرا یک خوشهٔ رایانهای بود؛ هر گرهٔ محاسباتی به 2 پردازندهٔ Xeon E5-2670 (2.6 GHz، 8 هسته)، 128 GB حافظه و اتصال InfiniBand FDR مجهز بود. روش موازیسازی Flat MPI (1 فرایند، 1 نخ) بود.
| نام مدل | تعداد فرایندهای MPI (تعداد گرههای محاسباتی) | پیششرطگذاری | تعداد تکرارها | زمان حلگر (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) | مقیاسبندی قطری | 92,626 | 96,969.34 |
زمانها مقادیر solve در گزارش اجرا هستند. هنگام استفاده از AMG، حافظه حتی با 13 گرهٔ محاسباتی نیز برای Mold_200mil کافی نبود؛ بنابراین پیششرطگذاری به مقیاسبندی قطری تغییر یافت و تعداد تکرارها 92,626 و زمان محاسبه حدود 27 ساعت شد.
دادههای تحلیل¶
| نام مدل | تعداد گرهها | تعداد المانها | حجم فشرده | دانلود |
|---|---|---|---|---|
| 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 بخش (در ادامه) |
نسخهٔ دادهها 1.0.0 است.
دریافت Mold_200mil¶
Mold_200mil از محدودیت هر فایل (5 GB) فراتر میرود، بنابراین در 5 بخش 2 GiB ثبت شده است. همهٔ فایلها را در یک دایرکتوری دریافت کنید و سپس آنها را به هم متصل کنید.
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 فایل پس از اتصال c67d5b8990302c84103de7e8a2848449f0035f7813cd122fb443e206f38b8606 است.
مراجع¶
همکاران¶
- ایجاد CAD و دادههای ورودی: TechnoStar
- تبدیل به FrontISTR و تحلیل موازی: یاماگوچی و ایناگاکی