Elastisen staattisen analyysin todelliset malliesimerkit¶

Analyysimalli¶

Taulukossa 9.2.1 luetellaan elastisen staattisen analyysin todellisiin malleihin perustuvat verifiointiesimerkit. Mallien muodot esitetään joitakin poikkeuksia lukuun ottamatta myös kuvissa 9.2.1–9.2.5. Elementtityyppejä 731 ja 741 käyttävien esimerkkien suorittamiseen tarvitaan erillinen suora ratkaisija.

Taulukko 9.2.1 Elastisen staattisen analyysin todellisten mallien verifiointiesimerkit

Kuva 9.2.1 Kiertokanki (EX01A)

Kuva 9.2.2 Reiällinen lohko (EX02)

Kuva 9.2.3 Turbiinin siipi (EX03, EX06)

Kuva 9.2.4 Sylinterikuori (EX04, EX09)

Kuva 9.2.5 Viinilasi (EX05, EX10A)

Analyysitulokset¶

Esimerkkianalyysien tulokset¶

Esimerkkejä analyysituloksista esitetään kuvissa 9.2.6–9.2.9.

Kuva 9.2.6 EX01A-analyysin tulos (Mises-jännitys ja muodonmuutoskuva (10x))

Kuva 9.2.7 EX02-analyysin tulos (Mises-jännitys ja muodonmuutoskuva (100x))

Kuva 9.2.8 EX03-analyysin tulos (muodonmuutoskuva (10x))

Kuva 9.2.9 EX04-analyysin tulos (muodonmuutoskuva (100x))

Esimerkillä EX02 saadut analyysitehon verifiointitulokset¶

Analyysi suoritettiin yleiskäyttöisellä kaupallisella ohjelmistolla käyttäen EX02-reiällisen lohkon verifiointimallia vastaavaa mallia. Kuvassa 9.2.10 verrataan jännityskomponenttien suurimpia ja pienimpiä arvoja FrontISTR:n tuloksiin. Kuva osoittaa, että jännityskomponentit vastaavat toisiaan erittäin hyvin.

Seuraavaksi tutkittiin verkon osioinnin vaikutusta jännitysjakaumaan. Verkon osiointi tehtiin RCB-menetelmällä jakamalla malli kahteen osaan kussakin X-, Y- ja Z-suunnassa, yhteensä kahdeksaan alueeseen. Kuvassa 9.2.11 esitetään verkon osiointi. Kuvassa 9.2.12 esitetään yhden alueen ja kahdeksaan alueeseen jaetun mallin analyysien jännitysjakaumat.

Kuva 9.2.10 EX02:n jännityskomponenttien vertailu yleiskäyttöiseen ohjelmistoon

Kuva 9.2.11 RCB-menetelmällä kahdeksaan alueeseen jaettu EX02

Kuva 9.2.12 Verkon osioinnin aiheuttama ero Mises-jännitysjakaumassa

Kuvassa 9.2.12 ei näy eroa tulosten välillä; ne vastaavat täysin toisiaan.

Taulukossa 9.2.2 verrataan käytettyjen HEC-MW-ratkaisija-asetusten suoritusaikoja. Kuvassa 9.2.13 esitetään lisäksi konvergenssihistoria ratkaisuun asti.

Taulukko 9.2.2 HEC-MW-ratkaisijoiden suoritusaikojen vertailu

Kuva 9.2.13 HEC-MW-ratkaisijoiden konvergenssihistorioiden vertailu (konvergenssikynnys: \(1.0 \times 10^{-8}\))

Laskenta-ajan vertailu verifiointiesimerkillä EX01A¶

Verifiointiesimerkillä EX01A (kiertokanki) arvioitiin verkon osioinnin tuottamaa laskennan nopeutumista. Laskennassa käytettiin 24 solmun klusteritietokonetta, jossa oli 2,8 GHz:n Xeon-prosessorit. Tulokset esitetään kuvassa 9.2.14. Kuva osoittaa, että laskentanopeus kasvaa alueiden määrän suhteessa.

Lisäksi tutkittiin tietokoneympäristön aiheuttamia eroja laskenta-ajassa. Tulokset esitetään taulukossa 9.2.3.

Kuva 9.2.14 Verkon osioinnin nopeutusvaikutus

Taulukko 9.2.3 Laskenta-aikojen vertailu tietokoneittain (1 CPU)