Príklady reálnych modelov pre elastickú statickú analýzu¶

Analytický model¶

Tabuľka 9.2.1 uvádza verifikačné príklady reálnych modelov pre elastickú statickú analýzu. Tvary modelov, s niekoľkými výnimkami, sú tiež znázornené na obrázkoch 9.2.1 až 9.2.5. Na spustenie príkladov používajúcich typy prvkov 731 a 741 je potrebný samostatný priamy riešič.

Tabuľka 9.2.1 Verifikačné príklady reálnych modelov pre elastickú statickú analýzu

Obrázok 9.2.1 Ojnica (EX01A)

Obrázok 9.2.2 Blok s otvorom (EX02)

Obrázok 9.2.3 Turbínová lopatka (EX03, EX06)

Obrázok 9.2.4 Valcová škrupina (EX04, EX09)

Obrázok 9.2.5 Pohár na víno (EX05, EX10A)

Výsledky analýzy¶

Príklady výsledkov analýzy¶

Príklady výsledkov analýzy sú znázornené na obrázkoch 9.2.6 až 9.2.9.

Obrázok 9.2.6 Výsledok analýzy EX01A (graf Misesovho napätia a deformácie (10×))

Obrázok 9.2.7 Výsledok analýzy EX02 (graf Misesovho napätia a deformácie (100×))

Obrázok 9.2.8 Výsledok analýzy EX03 (graf deformácie (10×))

Obrázok 9.2.9 Výsledok analýzy EX04 (graf deformácie (100×))

Výsledky verifikácie výpočtového výkonu pomocou príkladu EX02¶

Analýza sa vykonala všeobecným komerčným softvérom s modelom ekvivalentným verifikačnému modelu EX02, bloku s otvorom. Obrázok 9.2.10 zobrazuje porovnanie maximálnych a minimálnych hodnôt zložiek napätia s výsledkami FrontISTR. Z obrázka vyplýva, že zložky napätia sa veľmi dobre zhodujú.

Ďalej sa skúmal vplyv dekompozície domény na rozloženie napätia. Dekompozícia domény sa vykonala metódou RCB, pričom sa model rozdelil na dve časti v smeroch X, Y a Z, spolu na osem domén. Dekompozícia je znázornená na obrázku 9.2.11. Obrázok 9.2.12 zobrazuje rozloženia napätia z analýz používajúcich jednu doménu a dekompozíciu na osem domén.

Obrázok 9.2.10 Porovnanie zložiek napätia v EX02 so všeobecným softvérom

Obrázok 9.2.11 EX02 dekomponovaný na osem domén metódou RCB

Obrázok 9.2.12 Rozdiel v rozložení Misesovho napätia v dôsledku dekompozície domény

Obrázok 9.2.12 neukazuje medzi oboma výsledkami žiadny rozdiel; výsledky sa úplne zhodujú.

Tabuľka 9.2.2 porovnáva časy vykonania pre použité nastavenia riešiča HEC-MW. Obrázok 9.2.13 zobrazuje aj históriu konvergencie až po dosiahnutie riešenia.

Tabuľka 9.2.2 Porovnanie časov vykonania s riešičmi HEC-MW

Obrázok 9.2.13 Porovnanie histórií konvergencie s riešičmi HEC-MW (prah konvergencie: \(1.0 \times 10^{-8}\))

Porovnanie výpočtového času pomocou verifikačného príkladu EX01A¶

Pomocou verifikačného príkladu EX01A (ojnica) sa vyhodnotilo zrýchlenie výpočtu v dôsledku dekompozície domény. Na výpočet sa použil 24-uzlový klaster s procesormi Xeon 2.8 GHz. Výsledky sú znázornené na obrázku 9.2.14. Z obrázka vyplýva, že rýchlosť výpočtu rastie úmerne s počtom domén.

Skúmali sa aj rozdiely vo výpočtovom čase v závislosti od počítačového prostredia. Výsledky sú uvedené v tabuľke 9.2.3.

Obrázok 9.2.14 Vplyv dekompozície domény na zrýchlenie

Tabuľka 9.2.3 Porovnanie výpočtových časov podľa počítača (1 CPU)