Primjeri stvarnih modela za elastičnu statičku analizu¶

Model analize¶

Tablica 9.2.1 navodi primjere provjere na stvarnim modelima za elastičnu statičku analizu. Oblici modela, uz neke iznimke, također su prikazani na slikama 9.2.1 do 9.2.5. Za izvođenje primjera s vrstama elemenata 731 i 741 potreban je zaseban izravni rješavač.

Tablica 9.2.1 Primjeri provjere stvarnih modela za elastičnu statičku analizu

Naziv slučaja	Vrsta elementa	Model provjere	Broj čvorova	Stupnjevi slobode
EX01A	342	Klipnjača (100.000 čvorova)	94,074	282,222
EX01B	342	Klipnjača (330.000 čvorova)	331,142	993,426
EX02	361	Blok s rupom	37,386	112,158
EX03	342	Lopatica turbine	10,095	30,285
EX04	741	Cilindrična ljuska	10,100	60,600
EX05A	731	Čaša za vino (gruba mreža)	7,240	43,440
EX05B	731	Čaša za vino (srednja mreža)	48,803	292,818
EX05C	731	Čaša za vino (fina mreža)	100,602	603,612

Klipnjača (EX01A)

Slika 9.2.1 Klipnjača (EX01A)

Blok s rupom (EX02)

Slika 9.2.2 Blok s rupom (EX02)

Lopatica turbine (EX03, EX06)

Slika 9.2.3 Lopatica turbine (EX03, EX06)

Cilindrična ljuska (EX04, EX09)

Slika 9.2.4 Cilindrična ljuska (EX04, EX09)

Čaša za vino (EX05, EX10A)

Slika 9.2.5 Čaša za vino (EX05, EX10A)

Rezultati analize¶

Primjeri rezultata analize¶

Primjeri rezultata analize prikazani su na slikama 9.2.6 do 9.2.9.

Rezultat analize EX01A (Misesovo naprezanje i prikaz deformacije (10x))

Slika 9.2.6 Rezultat analize EX01A (Misesovo naprezanje i prikaz deformacije (10x))

Rezultat analize EX02 (Misesovo naprezanje i prikaz deformacije (100x))

Slika 9.2.7 Rezultat analize EX02 (Misesovo naprezanje i prikaz deformacije (100x))

Rezultat analize EX03 (prikaz deformacije (10x))

Slika 9.2.8 Rezultat analize EX03 (prikaz deformacije (10x))

Rezultat analize EX04 (prikaz deformacije (100x))

Slika 9.2.9 Rezultat analize EX04 (prikaz deformacije (100x))

Rezultati provjere izvedbe analize na primjeru EX02¶

Analiza je provedena komercijalnim softverom opće namjene na modelu ekvivalentnom verifikacijskom modelu bloka s rupom EX02. Slika 9.2.10 prikazuje usporedbu najvećih i najmanjih vrijednosti komponenti naprezanja s onima iz FrontISTR-a. Slika pokazuje da se komponente naprezanja vrlo dobro podudaraju.

Zatim je istražen utjecaj particioniranja domene na raspodjelu naprezanja. Particioniranje domene provedeno je metodom RCB, pri čemu je model podijeljen na dva dijela u svakom od smjerova X, Y i Z, ukupno na osam domena. Slika 9.2.11 prikazuje particioniranje. Slika 9.2.12 prikazuje raspodjele naprezanja iz analiza s jednom domenom i s osam particioniranih domena.

Usporedba komponenti naprezanja u EX02 sa softverom opće namjene

Slika 9.2.10 Usporedba komponenti naprezanja u EX02 sa softverom opće namjene

EX02 podijeljen na osam domena metodom RCB

Slika 9.2.11 EX02 podijeljen na osam domena metodom RCB

Razlika u raspodjeli Misesova naprezanja zbog particioniranja domene

Slika 9.2.12 Razlika u raspodjeli Misesova naprezanja zbog particioniranja domene

Slika 9.2.12 ne pokazuje nikakvu razliku između dvaju rezultata; oni se potpuno podudaraju.

Tablica 9.2.2 uspoređuje vremena izvođenja za korištene postavke HEC-MW rješavača. Slika 9.2.13 također prikazuje povijest konvergencije do dobivanja rješenja.

Tablica 9.2.2 Usporedba vremena izvođenja s HEC-MW rješavačima

Rješavač	Vrijeme izvođenja (s)
CGI	38.79
CGscale	52.75
BCGS	60.79
CG8	6.65

Usporedba povijesti konvergencije s HEC-MW rješavačima (prag konvergencije: 1.0x10^-8^)

Slika 9.2.13 Usporedba povijesti konvergencije s HEC-MW rješavačima (prag konvergencije: 1.0x10^-8^)

Usporedba vremena izračuna na verifikacijskom primjeru EX01A¶

Na verifikacijskom primjeru EX01A (klipnjača) procijenjeno je ubrzanje izračuna postignuto particioniranjem domene. Za izračun je korišten klaster s 24 čvora i procesorima Xeon 2,8 GHz. Rezultati su prikazani na slici 9.2.14. Slika pokazuje da se brzina izračuna povećava proporcionalno broju domena.

Istražene su i razlike u vremenu izračuna zbog računalnog okruženja. Rezultati su prikazani u tablici 9.2.3.

Učinak ubrzanja particioniranjem domene

Slika 9.2.14 Učinak ubrzanja particioniranjem domene

Tablica 9.2.3 Usporedba vremena izračuna prema računalu (1 CPU)

CPU	Frekvencija [GHz]	OS	Vrijeme CPU-a [s]	Vrijeme rješavača [s]
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