Приклади реальних моделей для пружного статичного аналізу¶

Моделі аналізу¶

У таблиці 9.2.1 наведено перелік перевірочних прикладів реальних моделей для пружного статичного аналізу. Геометрію моделей (за деякими винятками) показано на рис. 9.2.1–9.2.5. Для виконання прикладів з типами елементів 731 і 741 окремо потрібен розв’язувач прямого методу.

Таблиця 9.2.1. Перевірочні приклади реальних моделей для пружного статичного аналізу

Рис. 9.2.1. Шатун (EX01A)

Рис. 9.2.2. Блок з отвором (EX02)

Рис. 9.2.3. Лопатка турбіни (EX03, EX06)

Рис. 9.2.4. Циліндрична оболонка (EX04, EX09)

Рис. 9.2.5. Келих (EX05, EX10A)

Результати аналізу¶

Приклади результатів аналізу¶

Приклади результатів аналізу показано на рис. 9.2.6–9.2.9.

Рис. 9.2.6. Результат аналізу EX01A (напруження Мізеса та деформована форма, масштаб ×10)

Рис. 9.2.7. Результат аналізу EX02 (напруження Мізеса та деформована форма, масштаб ×100)

Рис. 9.2.8. Результат аналізу EX03 (деформована форма, масштаб ×10)

Рис. 9.2.9. Результат аналізу EX04 (деформована форма, масштаб ×100)

Результати перевірки точності та продуктивності аналізу на прикладі EX02¶

Аналіз було виконано за допомогою універсального комерційного програмного забезпечення на моделі, еквівалентній моделі блока з отвором із перевірочного прикладу EX02. На рис. 9.2.10 показано порівняння максимальних і мінімальних значень компонент напруження з результатами FrontISTR. Із рисунка видно, що компоненти напруження дуже добре узгоджуються.

Далі наведено результати дослідження впливу декомпозиції області на розподіл напружень. Декомпозицію області виконано методом RCB: по два поділи вздовж кожної з осей X, Y і Z, загалом на 8 областей. Стан розбиття показано на рис. 9.2.11. На рис. 9.2.12 показано розподіли напружень за результатами аналізу для однієї області та для поділу на 8 областей.

Рис. 9.2.10. Порівняння компонент напруження EX02 з універсальним програмним забезпеченням

Рис. 9.2.11. Результат поділу EX02 на 8 областей методом RCB

Рис. 9.2.12. Відмінності розподілу напруження Мізеса внаслідок декомпозиції області

З рис. 9.2.12 видно, що відмінностей між двома результатами немає і вони повністю збігаються.

Далі в таблиці 9.2.2 наведено порівняння часу виконання для різних налаштувань використаного розв’язувача HEC-MW. На рис. 9.2.13 також показано історію збіжності до отримання розв’язку.

Таблиця 9.2.2. Порівняння часу виконання розв’язувача HEC-MW

Рис. 9.2.13. Порівняння історії збіжності розв’язувача HEC-MW (порогове значення критерію збіжності: \(1.0 \times 10^{-8}\))

Порівняння часу обчислення за перевірочним прикладом EX01A¶

На перевірочному прикладі EX01A (шатун) досліджено прискорення обчислень завдяки декомпозиції області. Для обчислень використано 24-вузловий кластер із Xeon 2.8GHz. Результати показано на рис. 9.2.14. Із рисунка видно, що швидкість обчислень зростає пропорційно кількості областей.

Також досліджено відмінності часу обчислення залежно від обчислювального середовища. Результати наведено в таблиці 9.2.3.

Рис. 9.2.14. Ефект прискорення завдяки декомпозиції області

Таблиця 9.2.3. Порівняння часу обчислення на різних комп’ютерах (1 CPU)