Voorbeelden met realistische modellen voor elastische statische analyse¶

Analysemodel¶

Tabel 9.2.1 vermeldt verificatievoorbeelden met realistische modellen voor elastische statische analyse. De vormen van de modellen worden, op enkele uitzonderingen na, ook getoond in figuren 9.2.1 tot en met 9.2.5. Voor het uitvoeren van de voorbeelden met elementtypen 731 en 741 is een afzonderlijke directe solver vereist.

Tabel 9.2.1 Verificatievoorbeelden met realistische modellen voor elastische statische analyse

Figuur 9.2.1 Drijfstang (EX01A)

Figuur 9.2.2 Blok met een gat (EX02)

Figuur 9.2.3 Turbineblad (EX03, EX06)

Figuur 9.2.4 Cilindrische schaal (EX04, EX09)

Figuur 9.2.5 Wijnglas (EX05, EX10A)

Analyseresultaten¶

Voorbeelden van analyseresultaten¶

Voorbeelden van analyseresultaten worden getoond in figuren 9.2.6 tot en met 9.2.9.

Figuur 9.2.6 Analyseresultaat EX01A (von Mises-spanning en vervormingsdiagram (10x))

Figuur 9.2.7 Analyseresultaat EX02 (von Mises-spanning en vervormingsdiagram (100x))

Figuur 9.2.8 Analyseresultaat EX03 (vervormingsdiagram (10x))

Figuur 9.2.9 Analyseresultaat EX04 (vervormingsdiagram (100x))

Verificatieresultaten van de analyseprestaties met voorbeeld EX02¶

Met commerciële software voor algemeen gebruik werd een analyse uitgevoerd met een model dat gelijkwaardig is aan het EX02-verificatiemodel van een blok met een gat. Figuur 9.2.10 toont een vergelijking van de maximum- en minimumwaarden van de spanningscomponenten met die van FrontISTR. De figuur laat zien dat de spanningscomponenten zeer goed overeenkomen.

Vervolgens werd de invloed van domeindecompositie op de spanningsverdeling onderzocht. De domeindecompositie werd uitgevoerd met de RCB-methode, waarbij het model in de X-, Y- en Z-richting telkens in tweeën werd verdeeld, voor in totaal acht domeinen. Figuur 9.2.11 toont de decompositie. Figuur 9.2.12 toont de spanningsverdelingen van analyses met één domein en met acht gepartitioneerde domeinen.

Figuur 9.2.10 Vergelijking van spanningscomponenten in EX02 met software voor algemeen gebruik

Figuur 9.2.11 EX02 met de RCB-methode in acht domeinen gepartitioneerd

Figuur 9.2.12 Verschil in von Mises-spanningsverdeling door domeindecompositie

Figuur 9.2.12 toont geen verschil tussen de twee resultaten; ze komen volledig overeen.

Tabel 9.2.2 vergelijkt de uitvoeringstijden voor de gebruikte HEC-MW-solverinstellingen. Figuur 9.2.13 toont tevens de convergentiehistorie tot aan de oplossing.

Tabel 9.2.2 Vergelijking van uitvoeringstijden met HEC-MW-solvers

Figuur 9.2.13 Vergelijking van convergentiehistories met HEC-MW-solvers (convergentiedrempel: \(1.0 \times 10^{-8}\))

Vergelijking van rekentijd met verificatievoorbeeld EX01A¶

Met verificatievoorbeeld EX01A (drijfstang) werd de versnelling van de berekening door domeindecompositie geëvalueerd. Voor de berekening werd een clustercomputer met 24 knopen en Xeon 2.8 GHz-processors gebruikt. De resultaten worden getoond in figuur 9.2.14. De figuur laat zien dat de rekensnelheid evenredig met het aantal domeinen toeneemt.

Ook verschillen in rekentijd als gevolg van de computeromgeving werden onderzocht. De resultaten worden getoond in tabel 9.2.3.

Figuur 9.2.14 Versnellingseffect van domeindecompositie

Tabel 9.2.3 Vergelijking van rekentijden per computer (1 CPU)