Przykłady rzeczywistych modeli do sprężystej analizy statycznej¶

Model analizy¶

W tabeli 9.2.1 zestawiono przykłady weryfikacyjne rzeczywistych modeli dla sprężystej analizy statycznej. Kształty modeli, z pewnymi wyjątkami, pokazano również na rysunkach 9.2.1–9.2.5. Do uruchomienia przykładów z typami elementów 731 i 741 wymagany jest osobny solver bezpośredni.

Tabela 9.2.1 Przykłady weryfikacyjne rzeczywistych modeli do sprężystej analizy statycznej

Rysunek 9.2.1 Korbowód (EX01A)

Rysunek 9.2.2 Blok z otworem (EX02)

Rysunek 9.2.3 Łopatka turbiny (EX03, EX06)

Rysunek 9.2.4 Powłoka cylindryczna (EX04, EX09)

Rysunek 9.2.5 Kieliszek do wina (EX05, EX10A)

Wyniki analizy¶

Przykładowe wyniki analizy¶

Przykładowe wyniki analizy pokazano na rysunkach 9.2.6–9.2.9.

Rysunek 9.2.6 Wynik analizy EX01A (naprężenie Misesa i wykres deformacji (10×))

Rysunek 9.2.7 Wynik analizy EX02 (naprężenie Misesa i wykres deformacji (100×))

Rysunek 9.2.8 Wynik analizy EX03 (wykres deformacji (10×))

Rysunek 9.2.9 Wynik analizy EX04 (wykres deformacji (100×))

Wyniki weryfikacji wydajności analizy na przykładzie EX02¶

Przeprowadzono analizę za pomocą ogólnego komercyjnego oprogramowania, używając modelu równoważnego modelowi weryfikacyjnemu EX02 — blokowi z otworem. Na rysunku 9.2.10 przedstawiono porównanie maksymalnych i minimalnych wartości składowych naprężenia z wynikami FrontISTR. Z rysunku wynika, że składowe naprężenia są bardzo dobrze zgodne.

Następnie zbadano wpływ podziału domeny na rozkład naprężeń. Podział domeny wykonano metodą RCB, dzieląc model na dwie części w każdym z kierunków osi X, Y i Z, co dało łącznie osiem domen. Rysunek 9.2.11 przedstawia stan podziału. Rysunek 9.2.12 przedstawia rozkłady naprężeń z analiz dla jednej domeny i dla podziału na osiem domen.

Rysunek 9.2.10 Porównanie składowych naprężenia w EX02 z oprogramowaniem ogólnego przeznaczenia

Rysunek 9.2.11 Podział EX02 na osiem domen metodą RCB

Rysunek 9.2.12 Różnica rozkładu naprężenia Misesa wskutek podziału domeny

Z rysunku 9.2.12 wynika, że nie ma różnicy między oboma wynikami i są one całkowicie zgodne.

Tabela 9.2.2 przedstawia porównanie czasów wykonania dla zastosowanych ustawień solvera HEC-MW. Rysunek 9.2.13 przedstawia także historię zbieżności do uzyskania rozwiązania.

Tabela 9.2.2 Porównanie czasów wykonania solverów HEC-MW

Rysunek 9.2.13 Porównanie historii zbieżności solverów HEC-MW (próg zbieżności: \(1.0 \times 10^{-8}\))

Porównanie czasu obliczeń na przykładzie weryfikacyjnym EX01A¶

Za pomocą przykładu weryfikacyjnego EX01A (korbowód) zweryfikowano przyspieszenie obliczeń uzyskane dzięki podziałowi domeny. Do obliczeń użyto 24-węzłowego klastra z procesorami Xeon 2.8 GHz. Wyniki pokazano na rysunku 9.2.14. Z rysunku wynika, że szybkość obliczeń rośnie proporcjonalnie do liczby domen.

Zbadano również różnice czasu obliczeń wynikające ze środowiska komputerowego. Wyniki przedstawiono w tabeli 9.2.3.

Rysunek 9.2.14 Efekt przyspieszenia dzięki podziałowi domeny

Tabela 9.2.3 Porównanie czasu obliczeń między komputerami (1 CPU)