Exemplos de modelos reais para análise estática elástica¶

Modelo de análise¶

A Tabela 9.2.1 apresenta a lista de exemplos de verificação com modelos reais para análise estática elástica. As formas dos modelos, com algumas exceções, são também apresentadas nas Figuras 9.2.1 a 9.2.5. Para executar os exemplos com os tipos de elemento 731 e 741, é necessário um solver direto separado.

Tabela 9.2.1　Exemplos de verificação com modelos reais para análise estática elástica

Figura 9.2.1　Biela (EX01A)

Figura 9.2.2　Bloco com orifício (EX02)

Figura 9.2.3　Pá de turbina (EX03, EX06)

Figura 9.2.4　Casca cilíndrica (EX04, EX09)

Figura 9.2.5　Copo de vinho (EX05, EX10A)

Resultados da análise¶

Exemplos de resultados da análise¶

Exemplos dos resultados da análise são apresentados nas Figuras 9.2.6 a 9.2.9.

Figura 9.2.6　Resultado da análise EX01A (tensão de Mises e gráfico de deformação (10x))

Figura 9.2.7　Resultado da análise EX02 (tensão de Mises e gráfico de deformação (100x))

Figura 9.2.8　Resultado da análise EX03 (gráfico de deformação (10x))

Figura 9.2.9　Resultado da análise EX04 (gráfico de deformação (100x))

Resultados da verificação do desempenho da análise com o exemplo de verificação EX02¶

Foi efetuada uma análise com software comercial de uso geral utilizando um modelo equivalente ao modelo de verificação EX02, um bloco com orifício. A Figura 9.2.10 apresenta uma comparação dos valores máximos e mínimos das componentes de tensão com os obtidos pelo FrontISTR. A figura mostra que as componentes de tensão apresentam uma concordância muito elevada.

Em seguida, investigou-se o efeito da decomposição de domínio sobre a distribuição de tensões. O particionamento foi efetuado pelo método RCB, dividindo o modelo em duas partes em cada uma das direções dos eixos X, Y e Z, num total de oito domínios. A Figura 9.2.11 apresenta o estado do particionamento. A Figura 9.2.12 apresenta as distribuições de tensão dos resultados das análises com um único domínio e com oito domínios particionados.

Figura 9.2.10　Comparação das componentes de tensão no EX02 com software de uso geral

Figura 9.2.11　EX02 particionado em oito domínios pelo método RCB

Figura 9.2.12　Diferença na distribuição da tensão de Mises devido à decomposição de domínio

A Figura 9.2.12 mostra que não se observa qualquer diferença entre os dois resultados e que estes coincidem completamente.

Em seguida, a Tabela 9.2.2 apresenta uma comparação dos tempos de execução para as configurações do solver HEC-MW utilizadas. A Figura 9.2.13 apresenta também o histórico de convergência até à obtenção da solução.

Tabela 9.2.2　Comparação dos tempos de execução com solvers HEC-MW

Figura 9.2.13　Comparação dos históricos de convergência com solvers HEC-MW (limiar de convergência: \(1.0 \times 10^{-8}\))

Comparação do tempo de cálculo com o exemplo de verificação EX01A¶

Utilizando o exemplo de verificação EX01A (biela), avaliou-se a aceleração do cálculo proporcionada pela decomposição de domínio. Para o cálculo, foi utilizado um cluster de 24 nós com processadores Xeon a 2.8 GHz. Os resultados são apresentados na Figura 9.2.14. A figura mostra que a velocidade de cálculo aumenta proporcionalmente ao número de domínios.

Foram também investigadas as diferenças no tempo de cálculo em função do ambiente computacional. Os resultados são apresentados na Tabela 9.2.3.

Figura 9.2.14　Efeito de aceleração da decomposição de domínio

Tabela 9.2.3　Comparação dos tempos de cálculo por computador (1 CPU)