വലിയ തോതിലുള്ള മോൾഡ് മോഡലിന്റെ സ്റ്റാറ്റിക് വിശകലനം¶

മോൾഡ് അസംബ്ലിയിൽ സമവിതരിത മർദ്ദം പ്രയോഗിക്കുന്ന രേഖീയ സ്റ്റാറ്റിക് വിശകലനത്തിന്റെ ഒരു കേസ് സ്റ്റഡിയാണിത്. രണ്ടാം-ഓർഡർ ടെട്രാഹീഡ്രൽ എലമെന്റുകൾ ഉപയോഗിച്ച് ഏകദേശം 10 ലക്ഷം നോഡുകളിൽ നിന്ന് ഏകദേശം 21 കോടി നോഡുകൾ വരെ ഉള്ള നാല് തരത്തിലുള്ള മെഷുകൾ ലഭ്യമാണ്.

ഏറ്റവും വലിയ Mold_200mil മോഡൽ 13 നോഡുകളിലും 208 പ്രോസസുകളിലുമായി പ്രവർത്തിപ്പിച്ചിട്ടുള്ളതാണ്; പ്രായോഗിക ഉപയോഗത്തിലുള്ള ജ്യാമിതിയുള്ള മോഡലുകൾ എത്ര വലിയ തോതിൽ കൈകാര്യം ചെയ്യാമെന്ന് കാണിക്കുന്ന ഒരു ഉദാഹരണമായി ഇത് ഉപയോഗിക്കാം. നാല് മോഡലുകളിലും ജ്യാമിതി, മെറ്റീരിയൽ, അതിർത്തി വ്യവസ്ഥകൾ എന്നിവ ഒരുപോലെയാണ്; മെഷിന്റെ സാന്ദ്രത മാത്രമാണ് വ്യത്യാസം. അതിനാൽ മോഡൽ വലുപ്പം കൃത്യതയെയും കംപ്യൂട്ടിംഗ് വിഭവങ്ങളെയും എങ്ങനെ ബാധിക്കുന്നു എന്നും താരതമ്യം ചെയ്യാം.

മോൾഡ് മോഡലിന്റെ മുഴുവൻ ജ്യാമിതി, താഴത്തെ ജ്യാമിതി, മുറിച്ചുകാണിക്കുന്ന വിഭാഗം

ചിത്രം 1. മോൾഡ് അസംബ്ലി: മുഴുവൻ ഭാഗങ്ങൾ, താഴത്തെ ഭാഗങ്ങൾ, മുറിച്ചുകാണിക്കുന്ന വിഭാഗം.

വിശകലന മോഡൽ¶

നാല് മോഡലുകളിലും ജ്യാമിതി, മെറ്റീരിയൽ, അതിർത്തി വ്യവസ്ഥകൾ എന്നിവ ഒരുപോലെയാണ്; മെഷിന്റെ സാന്ദ്രത വ്യത്യസ്തമാണ്.

ഇനം	വിവരണം
ജ്യാമിതിയും കണക്ഷനും	മോൾഡ് അസംബ്ലി. ഭാഗങ്ങൾ പങ്കിട്ട നോഡുകൾ വഴി ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നു
എലമെന്റുകൾ	രണ്ടാം-ഓർഡർ ടെട്രാഹീഡ്രൽ എലമെന്റുകൾ
മെറ്റീരിയൽ	സ്ട്രക്ചറൽ സ്റ്റീൽ, രേഖീയ ഇലാസ്റ്റിക്. യങ്ങ് മോഡുലസ് 200 GPa, പൊയ്സൺ അനുപാതം 0.3
ലോഡ്	മുകളിലെ ഉപരിതലത്തിൽ 1 MPa സമവിതരിത മർദ്ദം (സർഫേസ് ഗ്രൂപ്പ് `PRESSURE1`)
നിയന്ത്രണം	താഴത്തെ ഉപരിതലത്തിലെ മൂന്നു സ്ഥാനചലന ഘടകങ്ങളും സ്ഥിരപ്പെടുത്തി (നോഡ് ഗ്രൂപ്പ് `CONSTRAINT1`)

മോൾഡിലെ ലോഡ്, നിയന്ത്രണ സ്ഥാനങ്ങൾ, ഉൽപ്പന്ന ഉപരിതലത്തിലെ എലമെന്റ് സർഫേസ് ഗ്രൂപ്പുകൾ

ചിത്രം 2. മർദ്ദ ലോഡ്, സ്ഥാനചലന നിയന്ത്രണങ്ങൾ, ഉൽപ്പന്ന ഉപരിതല ഗ്രൂപ്പുകൾ.

വിശകലന ഫലങ്ങൾ¶

മെഷ് വലുപ്പം അനുസരിച്ചുള്ള സ്ഥാനചലനവും സ്ട്രെസും¶

മോഡൽ പേര്	Z സ്ഥാനചലനത്തിന്റെ ഏറ്റവും കുറഞ്ഞ മൂല്യം (mm)	പരമാവധി Mises സ്ട്രെസ്, നോഡൽ മൂല്യം (MPa)	പരമാവധി Mises സ്ട്രെസ്, എലമെന്റ് മൂല്യം (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

മെഷ് കൂടുതൽ സാന്ദ്രമാകുമ്പോൾ Z സ്ഥാനചലനത്തിന്റെ ഏറ്റവും കുറഞ്ഞ മൂല്യത്തിലെ മാറ്റം ചെറുതാകുന്നു; ഏറ്റവും വലിയ രണ്ട് മെഷുകൾ തമ്മിലുള്ള വ്യത്യാസം പട്ടികയിൽ കാണിച്ച കൃത്യതയിൽ 0.0007 mm ആണ്. മറുവശത്ത്, പരമാവധി Mises സ്ട്രെസ് നോഡൽ മൂല്യത്തിലും എലമെന്റ് മൂല്യത്തിലും തുടർച്ചയായി വർധിക്കുന്നു. സ്ട്രെസ് അഭിസരിക്കുന്നുണ്ടോ, അല്ലെങ്കിൽ സിംഗുലാരിറ്റി ഉണ്ടോ എന്ന് നിർണ്ണയിക്കാൻ പരമാവധി മൂല്യത്തിന്റെ സ്ഥാനം, ചുറ്റുമുള്ള ജ്യാമിതി, അതിർത്തി വ്യവസ്ഥകൾ എന്നിവ പരിശോധിക്കണം.

Mold_001mil	Mold_011mil

Mold_055mil	Mold_200mil

ചിത്രം 3. നാല് മോഡൽ വലുപ്പങ്ങളിലെ മെഷും നോഡൽ von Mises സ്ട്രെസും (MPa).

ചിത്രം 3-ൽ നോഡുകളിലേക്ക് എക്സ്ട്രാപൊളേറ്റ് ചെയ്ത മൂല്യങ്ങൾ (NodalMISES) കാണിക്കുന്നു; എല്ലാ ചിത്രങ്ങളിലും ലെജൻഡ് 0–50 MPa ആയി സ്ഥിരപ്പെടുത്തിയിരിക്കുന്നു. എലമെന്റുകളുടെ അരികുകളിൽ നിന്ന് മെഷിലെ വ്യത്യാസങ്ങൾ താരതമ്യം ചെയ്യാം.

വലിയ തോതിലുള്ള പ്രവർത്തന രേഖ¶

2020 ജൂലൈയിൽ FrontISTR 5.1.0 ഉപയോഗിച്ച് CG രീതി, അഭിസരണ പരിധി 1.0E-06, പരമാവധി 100,000 ആവർത്തനങ്ങൾ എന്നിവയോടെ കണക്കുകൂട്ടൽ നടത്തി. പ്രവർത്തന പരിസ്ഥിതി ഒരു PC ക്ലസ്റ്ററായിരുന്നു; ഓരോ നോഡിലും രണ്ട് Xeon E5-2670 (2.6 GHz, 8 കോർ) പ്രോസസറുകളും 128 GB മെമ്മറിയും ഉണ്ടായിരുന്നു, നോഡുകൾ InfiniBand FDR ഉപയോഗിച്ച് ബന്ധിപ്പിച്ചിരുന്നു. സമാന്തര പ്രവർത്തന രീതി Flat MPI (ഒരു പ്രോസസിന് ഒരു ത്രെഡ്) ആയിരുന്നു.

മോഡൽ പേര്	MPI പ്രോസസുകൾ (നോഡുകൾ)	പ്രീകണ്ടീഷനിംഗ്	ആവർത്തനങ്ങളുടെ എണ്ണം	സോൾവർ സമയം (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)	ഡയഗണൽ സ്കെയിലിംഗ്	92,626	96,969.34

സമയങ്ങൾ പ്രവർത്തന ലോഗിലെ solve മൂല്യങ്ങളാണ്. AMG ഉപയോഗിച്ചപ്പോൾ 13 നോഡുകളിലും Mold_200mil-ന് മെമ്മറി മതിയായില്ല; അതിനാൽ പ്രീകണ്ടീഷനിംഗ് ഡയഗണൽ സ്കെയിലിംഗായി മാറ്റി. ഫലമായി ആവർത്തനങ്ങളുടെ എണ്ണം 92,626 ആയിരുന്നു, കണക്കുകൂട്ടൽ സമയം ഏകദേശം 27 മണിക്കൂറായി.

വിശകലന ഡാറ്റ¶

മോഡൽ പേര്	നോഡുകളുടെ എണ്ണം	എലമെന്റുകളുടെ എണ്ണം	കംപ്രസ് ചെയ്ത വലുപ്പം	ഡൗൺലോഡ്
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 ഭാഗങ്ങൾ (താഴെ)

ഡാറ്റ പതിപ്പ് 1.0.0 ആണ്.

Mold_200mil നേടൽ¶

Mold_200mil ഒരു ഫയലിനുള്ള പരമാവധി പരിധിയായ 5 GB കവിഞ്ഞതിനാൽ, ഇത് 2 GiB വീതമുള്ള അഞ്ച് ഭാഗങ്ങളായി രജിസ്റ്റർ ചെയ്തിരിക്കുന്നു. എല്ലാ ഫയലുകളും ഒരേ ഡയറക്ടറിയിലേക്ക് ഡൗൺലോഡ് ചെയ്ത ശേഷം അവ ചേർക്കുക.

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

ചേർത്ത ഫയലിന്റെ SHA-256 c67d5b8990302c84103de7e8a2848449f0035f7813cd122fb443e206f38b8606 ആണ്.

റഫറൻസുകൾ¶

സഹകരണം¶

CAD, ഇൻപുട്ട് ഡാറ്റ തയ്യാറാക്കൽ: TechnoStar
FrontISTR-ലേക്കുള്ള പരിവർത്തനവും സമാന്തര വിശകലനവും: Yamaguchi, Inagaki