Salta el contingut

Exemples de models reals per a l'anàlisi estàtica elàstica

Model d'anàlisi

La taula 9.2.1 mostra una llista d'exemples de verificació amb models reals per a l'anàlisi estàtica elàstica. A més, les formes dels models, amb algunes excepcions, es mostren a les figures 9.2.1 a 9.2.5. Per executar els exemples que utilitzen els tipus d'element 731 i 741, cal disposar separadament d'un solver directe.

Taula 9.2.1 Exemples de verificació amb models reals per a l'anàlisi estàtica elàstica
Nom del cas Tipus d'element Model de verificació Nombre de nodes Graus de llibertat
EX01A 342 Biela (100.000 nodes) 94,074 282,222
EX01B 342 Biela (330.000 nodes) 331,142 993,426
EX02 361 Bloc amb un forat 37,386 112,158
EX03 342 Àlep de turbina 10,095 30,285
EX04 741 Closca cilíndrica 10,100 60,600
EX05A 731 Copa de vi (coarse) 7,240 43,440
EX05B 731 Copa de vi (medium) 48,803 292,818
EX05C 731 Copa de vi (fine) 100,602 603,612

Biela (EX01A)

Figura 9.2.1 Biela (EX01A)

Bloc amb un forat (EX02)

Figura 9.2.2 Bloc amb un forat (EX02)

Àlep de turbina (EX03, EX06)

Figura 9.2.3 Àlep de turbina (EX03, EX06)

Closca cilíndrica (EX04, EX09)

Figura 9.2.4 Closca cilíndrica (EX04, EX09)

Copa de vi (EX05, EX10A)

Figura 9.2.5 Copa de vi (EX05, EX10A)

Resultats de l'anàlisi

Exemples de resultats de l'anàlisi

Les figures 9.2.6 a 9.2.9 mostren exemples de resultats de l'anàlisi.

Resultat de l'anàlisi EX01A (tensió de Mises i diagrama de deformació (10 vegades))

Figura 9.2.6  Resultat de l'anàlisi EX01A (tensió de Mises i diagrama de deformació (10 vegades))

Resultat de l'anàlisi EX02 (tensió de Mises i diagrama de deformació (100 vegades))

Figura 9.2.7  Resultat de l'anàlisi EX02 (tensió de Mises i diagrama de deformació (100 vegades))

Resultat de l'anàlisi EX03 (diagrama de deformació (10 vegades))

Figura 9.2.8  Resultat de l'anàlisi EX03 (diagrama de deformació (10 vegades))

Resultat de l'anàlisi EX04 (diagrama de deformació (100 vegades))

Figura 9.2.9  Resultat de l'anàlisi EX04 (diagrama de deformació (100 vegades))

Resultats de verificació del rendiment de l'anàlisi amb l'exemple de verificació EX02

Es va efectuar una anàlisi amb un programari comercial de propòsit general emprant un model equivalent al model de verificació EX02, un bloc amb un forat. La figura 9.2.10 mostra la comparació dels valors màxims i mínims dels components de tensió amb els de FrontISTR. La figura mostra que els components de tensió coincideixen molt bé.

A continuació es mostren els resultats de l'estudi de l'efecte del particionament de domini sobre la distribució de tensions. El particionament de domini es va fer amb el mètode RCB, dividint cadascun dels eixos X, Y i Z en dues parts, per obtenir un total de vuit dominis. La figura 9.2.11 mostra l'estat del particionament. La figura 9.2.12 mostra les distribucions de tensió dels resultats d'anàlisi amb un únic domini i amb vuit dominis.

Comparació dels components de tensió d'EX02 amb un programari de propòsit general

Figura 9.2.10  Comparació dels components de tensió d'EX02 amb un programari de propòsit general

Resultat del particionament d'EX02 en vuit dominis mitjançant el mètode RCB

Figura 9.2.11  Resultat del particionament d'EX02 en vuit dominis mitjançant el mètode RCB

Diferència en la distribució de la tensió de Mises deguda al particionament de domini

Figura 9.2.12 Diferència en la distribució de la tensió de Mises deguda al particionament de domini

La figura 9.2.12 mostra que no hi ha cap diferència entre tots dos resultats i que coincideixen completament.

A continuació, la taula 9.2.2 mostra la comparació dels temps d'execució segons la configuració del solver HEC-MW utilitzat. La figura 9.2.13 també mostra l'historial de convergència fins a obtenir la solució.

Taula 9.2.2 Comparació dels temps d'execució amb els solvers HEC-MW
Solver Temps d'execució (s)
CGI 38.79
CGscale 52.75
BCGS 60.79
CG8 6.65

Comparació dels historials de convergència amb els solvers HEC-MW (llindar de convergència: 1.0x10^-8^)

Figura 9.2.13 Comparació dels historials de convergència amb els solvers HEC-MW (llindar de convergència: 1.0x10^-8^)

Comparació del temps de càlcul amb l'exemple de verificació EX01A

Amb l'exemple de verificació EX01A (biela), es va verificar el factor d'acceleració del càlcul obtingut mitjançant el particionament de domini. Per al càlcul es va utilitzar un clúster de 24 nodes amb processadors Xeon a 2.8 GHz. Els resultats es mostren a la figura 9.2.14. La figura mostra que la velocitat de càlcul augmenta proporcionalment al nombre de dominis.

També es van estudiar les diferències en el temps de càlcul degudes a l'entorn informàtic. Els resultats es mostren a la taula 9.2.3.

Efecte d'acceleració del particionament de domini

Figura 9.2.14 Efecte d'acceleració del particionament de domini
Taula 9.2.3 Comparació dels temps de càlcul segons l'ordinador (1 CPU)
CPU Freqüència [GHz] SO Temps de CPU [sec] temps del solver [sec]
Xeon 2.8 Linux 850 817
Pentium III 0.866 Win2000 2008 1980
Pentium M 0.760 WinXP 1096 1070
Pentium 4 2.0 WinXP 802 785
Pentium 4 2.8 WinXP 738 718
Celeron 0.700 Win2000 2252 2215
Pentium 4 2.4 WinXP 830 804
AI-assisted translation May contain errors Official docs Status