Liela mēroga presformas modeļa statiskā analīze¶
Šis ir lineāras statiskās analīzes piemērs, kurā presformas komplektam tiek pielikts vienmērīgi sadalīts spiediens. Ir pieejami četri tīkli ar otrās kārtas tetraedriskiem elementiem — no aptuveni 1 miljona līdz aptuveni 210 miljoniem mezglu.
Lielākais modelis Mold_200mil ir sekmīgi izpildīts ar 208 procesiem 13 skaitļošanas mezglos, tādēļ šo piemēru var izmantot, lai parādītu, cik liela mēroga praktiski izmantotas ģeometrijas modeļus iespējams analizēt. Visiem četriem modeļiem ir vienāda ģeometrija, materiāls un robežnosacījumi, un atšķiras tikai tīkla smalkums, tāpēc var salīdzināt arī mēroga ietekmi uz precizitāti un skaitļošanas resursiem.
Analīzes modelis¶
Visiem četriem modeļiem ir vienāda ģeometrija, materiāls un robežnosacījumi, bet atšķiras tīkla smalkums.
| Vienums | Saturs |
|---|---|
| Ģeometrija un savienojumi | Presformas komplekts. Detaļas ir savienotas ar kopīgiem mezgliem. |
| Elementi | Otrās kārtas tetraedriski elementi |
| Materiāls | Structural Steel, lineāri elastīgs materiāls. Junga modulis 200 GPa, Puasona koeficients 0.3 |
| Slodze | Vienmērīgi sadalīts spiediens 1 MPa uz augšējās virsmas (virsmu grupa PRESSURE1) |
| Nostiprinājums | Apakšējās virsmas visas trīs translācijas komponentes ir nostiprinātas (mezglu grupa CONSTRAINT1) |
Analīzes rezultāti¶
Pārvietojums un spriegums atkarībā no tīkla mēroga¶
| Modeļa nosaukums | Minimālais Z pārvietojums (mm) | Maksimālais fon Mīzesa spriegums, mezgla vērtība (MPa) | Maksimālais fon Mīzesa spriegums, elementa vērtība (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 |
Tīklu padarot smalkāku, minimālā Z pārvietojuma izmaiņas kļūst mazākas, un starp diviem lielākajiem tīkliem tabulā parādīto vērtību starpība ir 0.0007 mm. Savukārt maksimālais fon Mīzesa spriegums turpina pieaugt gan mezglu, gan elementu vērtībām. Lai noteiktu, vai spriegums konverģē un vai nav singularitātes, jāpārbauda maksimālās vērtības atrašanās vieta, kā arī apkārtējā ģeometrija un robežnosacījumi.
| Mold_001mil | Mold_011mil |
|---|---|
 |  |
| Mold_055mil | Mold_200mil |
 |  |
- attēlā parādītas uz mezgliem ekstrapolētās vērtības (
NodalMISES), un leģendas diapazons visos attēlos ir fiksēts uz 0〜50 MPa. Tīklu atšķirības var salīdzināt pēc elementu šķautnēm.
Liela mēroga izpildes ieraksts¶
Aprēķini veikti 2020. gada jūlijā ar FrontISTR 5.1.0, izmantojot CG metodi, konverģences slieksni 1.0E-06 un maksimālo iterāciju skaitu 100,000. Izpildes vide bija PC klasteris; katrā skaitļošanas mezglā bija divi Xeon E5-2670 procesori (2.6 GHz, 8 kodoli), 128 GB atmiņas un InfiniBand FDR savienojums. Paralēlās izpildes veids bija Flat MPI (1 process, 1 pavediens).
| Modeļa nosaukums | MPI procesu skaits（skaitļošanas mezglu skaits） | Priekšnosacīšana | Iterāciju skaits | Risinātāja laiks (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） | Diagonālā mērogošana | 92,626 | 96,969.34 |
Laiks ir izpildes žurnāla solve vērtība. Izmantojot AMG, modelim Mold_200mil nepietika atmiņas pat 13 skaitļošanas mezglos, tāpēc priekšnosacīšana tika mainīta uz diagonālo mērogošanu; iterāciju skaits bija 92,626, bet aprēķina laiks — aptuveni 27 stundas.
Analīzes dati¶
| Modeļa nosaukums | Mezglu skaits | Elementu skaits | Saspiestais apjoms | Lejupielāde |
|---|---|---|---|---|
| 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 daļas（skatīt tālāk） |
Datu versija ir 1.0.0.
Mold_200mil iegūšana¶
Mold_200mil pārsniedz viena faila ierobežojumu（5 GB）, tāpēc tas ir reģistrēts 5 daļās pa 2 GiB. Lejupielādējiet visus failus vienā direktorijā un pēc tam apvienojiet tos.
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
Apvienotā faila SHA-256 ir c67d5b8990302c84103de7e8a2848449f0035f7813cd122fb443e206f38b8606.
Atsauces¶
Sadarbība¶
- CAD un ievaddatu sagatavošana: TechnoStar
- Pārveidošana FrontISTR formātā un paralēlā analīze: Yamaguchi un Inagaki