Langkau tajuk talian

Contoh Model Sebenar untuk Analisis Statik Elastik

Model Analisis

Senarai contoh pengesahan model sebenar untuk analisis statik elastik ditunjukkan dalam Jadual 9.2.1. Bentuk model (kecuali sebahagiannya) ditunjukkan dalam Rajah 9.2.1 hingga Rajah 9.2.5. Perlu diperhatikan bahawa penyelesai kaedah langsung yang berasingan diperlukan untuk menjalankan contoh bagi jenis unsur 731 dan 741.

Jadual 9.2.1 Contoh pengesahan model sebenar untuk analisis statik elastik

Nama kes Jenis unsur Model pengesahan Bilangan nod Bilangan darjah kebebasan
EX01A 342 Rod penyambung (100 ribu nod) 94,074 282,222
EX01B 342 Rod penyambung (330 ribu nod) 331,142 993,426
EX02 361 Blok berlubang 37,386 112,158
EX03 342 Bilah turbin 10,095 30,285
EX04 741 Cangkerang silinder 10,100 60,600
EX05A 731 Gelas wain (kasar) 7,240 43,440
EX05B 731 Gelas wain (sederhana) 48,803 292,818
EX05C 731 Gelas wain (halus) 100,602 603,612

Rod penyambung (EX01A)

Rajah 9.2.1 Rod penyambung (EX01A)

Blok berlubang (EX02)

Rajah 9.2.2 Blok berlubang (EX02)

Bilah turbin (EX03, EX06)

Rajah 9.2.3 Bilah turbin (EX03, EX06)

Cangkerang silinder (EX04, EX09)

Rajah 9.2.4 Cangkerang silinder (EX04, EX09)

Gelas wain (EX05, EX10A)

Rajah 9.2.5 Gelas wain (EX05, EX10A)

Hasil Analisis

Contoh Hasil Analisis

Contoh hasil analisis ditunjukkan dalam Rajah 9.2.6 hingga Rajah 9.2.9.

Hasil analisis EX01A (tegasan von Mises dan rajah ubah bentuk (10 kali))

Rajah 9.2.6  Hasil analisis EX01A (tegasan von Mises dan rajah ubah bentuk (10 kali))

Hasil analisis EX02 (tegasan von Mises dan rajah ubah bentuk (100 kali))

Rajah 9.2.7  Hasil analisis EX02 (tegasan von Mises dan rajah ubah bentuk (100 kali))

Hasil analisis EX03 (rajah ubah bentuk (10 kali))

Rajah 9.2.8  Hasil analisis EX03 (rajah ubah bentuk (10 kali))

Hasil analisis EX04 (rajah ubah bentuk (100 kali))

Rajah 9.2.9  Hasil analisis EX04 (rajah ubah bentuk (100 kali))

Hasil Pengesahan Prestasi Analisis Menggunakan Contoh Pengesahan EX02

Analisis menggunakan perisian komersial kegunaan umum telah dijalankan dengan model yang setara dengan model blok berlubang contoh pengesahan EX02. Hasil perbandingan nilai maksimum dan minimum komponen tegasan dengan FrontISTR ditunjukkan dalam Rajah 9.2.10. Rajah tersebut menunjukkan bahawa komponen tegasan sepadan dengan sangat baik.

Seterusnya, hasil pemeriksaan pengaruh penguraian domain terhadap taburan tegasan ditunjukkan. Penguraian domain dilakukan menggunakan kaedah RCB, dengan pembahagian dua kali pada setiap arah paksi X, Y dan Z, menghasilkan jumlah 8 domain. Keadaan penguraian ditunjukkan dalam Rajah 9.2.11. Rajah 9.2.12 menunjukkan taburan tegasan hasil analisis bagi domain tunggal dan penguraian 8 domain.

Perbandingan komponen tegasan EX02 dengan perisian kegunaan umum

Rajah 9.2.10  Perbandingan komponen tegasan EX02 dengan perisian kegunaan umum

Hasil penguraian EX02 kepada 8 domain menggunakan kaedah RCB

Rajah 9.2.11  Hasil penguraian EX02 kepada 8 domain menggunakan kaedah RCB

Perbezaan taburan tegasan von Mises akibat penguraian domain

Rajah 9.2.12 Perbezaan taburan tegasan von Mises akibat penguraian domain

Rajah 9.2.12 menunjukkan bahawa tiada perbezaan antara kedua-duanya dan hasilnya sepadan sepenuhnya.

Seterusnya, Jadual 9.2.2 menunjukkan hasil perbandingan masa pelaksanaan berdasarkan tetapan penyelesai HEC-MW yang digunakan. Rajah 9.2.13 juga menunjukkan sejarah penumpuan sehingga penyelesaian diperoleh.

Jadual 9.2.2 Perbandingan masa pelaksanaan menggunakan penyelesai HEC-MW

Penyelesai Masa pelaksanaan (s)
CGI 38.79
CGscale 52.75
BCGS 60.79
CG8 6.65

Perbandingan sejarah penumpuan menggunakan penyelesai HEC-MW (ambang kriteria penumpuan: 1.0×10⁻⁸)

Rajah 9.2.13 Perbandingan sejarah penumpuan menggunakan penyelesai HEC-MW (ambang kriteria penumpuan: \(1.0 \times 10^{-8}\))

Perbandingan Masa Pengiraan Menggunakan Contoh Pengesahan EX01A

Menggunakan contoh pengesahan EX01A (rod penyambung), kadar peningkatan kelajuan pengiraan akibat penguraian domain telah disahkan. Pengiraan menggunakan komputer kluster 24 nod Xeon 2.8 GHz. Hasilnya ditunjukkan dalam Rajah 9.2.14. Rajah tersebut menunjukkan bahawa kelajuan pengiraan meningkat berkadar dengan bilangan domain.

Perbezaan masa pengiraan akibat persekitaran komputer turut diperiksa. Hasilnya ditunjukkan dalam Jadual 9.2.3.

Kesan peningkatan kelajuan akibat penguraian domain

Rajah 9.2.14 Kesan peningkatan kelajuan akibat penguraian domain

Jadual 9.2.3 Perbandingan masa pengiraan mengikut komputer (1 CPU)

CPU Frekuensi (GHz) OS Masa CPU (s) Masa penyelesai (s)
Xeon 2.8 Linux 850 817
Pentium III 0.866 Win2000 2008 1980
Pentium M 0.760 WinXP 1096 1070
Pentium 4 2.0 WinXP 802 785
Pentium 4 2.8 WinXP 738 718
Celeron 0.700 Win2000 2252 2215
Pentium 4 2.4 WinXP 830 804