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बड़े पैमाने के मोल्ड मॉडल का स्थैतिक विश्लेषण

यह एक रैखिक स्थैतिक विश्लेषण का उदाहरण है जिसमें मोल्ड असेंबली पर समान रूप से वितरित दाब लगाया जाता है। द्विघात चतुष्फलकीय तत्वों के साथ लगभग 10 लाख नोड से लगभग 21 करोड़ नोड तक के 4 प्रकार के मेश उपलब्ध हैं।

सबसे बड़े Mold_200mil मॉडल को 13 नोड और 208 प्रोसेस पर चलाने का रिकॉर्ड है, इसलिए यह व्यावहारिक उपयोग में आने वाली ज्यामिति वाले मॉडल को FrontISTR किस पैमाने तक संभाल सकता है, यह दिखाने वाले उदाहरण के रूप में उपयोग किया जा सकता है। 4 मॉडलों की ज्यामिति, सामग्री और सीमा शर्तें समान हैं और केवल मेश की सूक्ष्मता अलग है, इसलिए यह भी तुलना की जा सकती है कि मॉडल का पैमाना सटीकता और गणनात्मक संसाधनों को कैसे प्रभावित करता है।

मोल्ड मॉडल की समग्र ज्यामिति, निचली ज्यामिति और काटा हुआ खंड

चित्र 1. मोल्ड असेंबली: सभी भाग, निचले भाग और काटा हुआ खंड।

विश्लेषण मॉडल

4 मॉडलों की ज्यामिति, सामग्री और सीमा शर्तें समान हैं तथा मेश की सूक्ष्मता अलग है।

मद विवरण
ज्यामिति और संयोजन मोल्ड असेंबली। भाग साझा नोडों के माध्यम से जुड़े हैं।
तत्व द्विघात चतुष्फलकीय तत्व
सामग्री संरचनात्मक इस्पात, रैखिक प्रत्यास्थ पदार्थ। यंग मापांक 200 GPa, पॉइसन अनुपात 0.3
भार ऊपरी सतह पर 1 MPa का समान रूप से वितरित दाब (सतह समूह PRESSURE1)
बाधा निचली सतह के तीनों स्थानांतरण घटक स्थिर (नोड समूह CONSTRAINT1)

मोल्ड में भार और बाधा के स्थान तथा उत्पाद सतह के तत्व-सतह समूह

चित्र 2. दाब भार, विस्थापन बाधाएँ और उत्पाद सतह समूह।

विश्लेषण परिणाम

मेश के पैमाने के अनुसार विस्थापन और प्रतिबल

मॉडल नाम न्यूनतम Z विस्थापन (mm) अधिकतम Mises प्रतिबल, नोड मान (MPa) अधिकतम Mises प्रतिबल, तत्व मान (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

मेश को अधिक सूक्ष्म करने पर न्यूनतम Z विस्थापन में परिवर्तन कम होता जाता है; अंतिम 2 पैमानों के बीच अंतर, तालिका में दिखाई गई सटीकता पर, 0.0007 mm है। दूसरी ओर, अधिकतम Mises प्रतिबल नोड मान और तत्व मान दोनों के लिए लगातार बढ़ रहा है। प्रतिबल के अभिसरण या किसी विलक्षणता की उपस्थिति का निर्णय करने के लिए अधिकतम मान के स्थान तथा उसके आसपास की ज्यामिति और सीमा शर्तों की जाँच करना आवश्यक है।

Mold_001mil Mold_011mil
Mises प्रतिबल का विस्तृत दृश्य: Mold_001mil Mises प्रतिबल का विस्तृत दृश्य: Mold_011mil
Mold_055mil Mold_200mil
Mises प्रतिबल का विस्तृत दृश्य: Mold_055mil Mises प्रतिबल का विस्तृत दृश्य: Mold_200mil
चित्र 3. चार मॉडल पैमानों के लिए मेश और नोडल von Mises प्रतिबल (MPa)।

चित्र 3 में नोड पर बहिर्वेशित मान (NodalMISES) दिखाए गए हैं और सभी चित्रों में लेजेंड 0〜50 MPa पर स्थिर है। तत्वों के किनारों से मेश के अंतर की तुलना की जा सकती है।

बड़े पैमाने पर निष्पादन का अभिलेख

गणना जुलाई 2020 में FrontISTR 5.1.0 का उपयोग करके, CG विधि, अभिसरण सीमा 1.0E-06 और अधिकतम पुनरावृत्ति संख्या 100,000 के साथ की गई थी। निष्पादन वातावरण एक PC क्लस्टर था; प्रत्येक नोड में 2 Xeon E5-2670 (2.6 GHz, 8 कोर) प्रोसेसर और 128 GB मेमोरी थी तथा नोड InfiniBand FDR से जुड़े थे। समानांतर निष्पादन विधि Flat MPI (प्रति प्रोसेस 1 थ्रेड) थी।

मॉडल नाम MPI प्रोसेस संख्या (नोड संख्या) पूर्वानुकूलक पुनरावृत्तियाँ सॉल्वर समय (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) विकर्ण स्केलिंग 92,626 96,969.34

समय निष्पादन लॉग के solve मान हैं। AMG का उपयोग करने पर Mold_200mil में 13 नोडों पर भी मेमोरी अपर्याप्त थी, इसलिए पूर्वानुकूलक को विकर्ण स्केलिंग में बदल दिया गया; पुनरावृत्तियों की संख्या 92,626 और गणना समय लगभग 27 घंटे रहा।

विश्लेषण डेटा

मॉडल नाम नोडों की संख्या तत्वों की संख्या संपीड़ित आकार डाउनलोड
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 भाग (नीचे)

डेटा संस्करण 1.0.0 है।

Mold_200mil प्राप्त करना

Mold_200mil प्रति फ़ाइल सीमा (5 GB) से अधिक है, इसलिए इसे 2 GiB के 5 भागों में पंजीकृत किया गया है। सभी फ़ाइलों को एक ही डायरेक्टरी में प्राप्त करने के बाद उन्हें जोड़ें।

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

जोड़ने के बाद SHA-256 c67d5b8990302c84103de7e8a2848449f0035f7813cd122fb443e206f38b8606 है।

संदर्भ

योगदानकर्ता

  • CAD और इनपुट डेटा निर्माण: TechnoStar
  • FrontISTR में रूपांतरण और समानांतर विश्लेषण: यामागुची जी, इनागाकी जी