Valós modellpéldák rugalmas statikai elemzéshez

Elemzési modell

A 9.2.1. táblázat a rugalmas statikai elemzés valós modelljeinek ellenőrzési példáit sorolja fel. A modellek alakját néhány kivételtől eltekintve a 9.2.1–9.2.5. ábrák is bemutatják. A 731 és 741 elemtípusokat használó példák futtatásához külön közvetlen megoldó szükséges.

9.2.1. táblázat Valós modell ellenőrzési példái rugalmas statikai elemzéshez

Eset neve	Elemtípus	Ellenőrzési modell	Csomópontok száma	Szabadságfokok száma
EX01A	342	Hajtórúd (100 000 csomópont)	94,074	282,222
EX01B	342	Hajtórúd (330 000 csomópont)	331,142	993,426
EX02	361	Furatos tömb	37,386	112,158
EX03	342	Turbinalapát	10,095	30,285
EX04	741	Hengeres héj	10,100	60,600
EX05A	731	Borospohár (durva háló)	7,240	43,440
EX05B	731	Borospohár (közepes háló)	48,803	292,818
EX05C	731	Borospohár (finom háló)	100,602	603,612

9.2.1. ábra Hajtórúd (EX01A)

9.2.2. ábra Furatos tömb (EX02)

9.2.3. ábra Turbinalapát (EX03, EX06)

9.2.4. ábra Hengeres héj (EX04, EX09)

9.2.5. ábra Borospohár (EX05, EX10A)

Elemzési eredmények

Példák elemzési eredményekre

Az elemzési eredmények példáit a 9.2.6–9.2.9. ábrák mutatják.

9.2.6. ábra EX01A elemzési eredménye (Mises-feszültség és deformált alak (10-szeres))

9.2.7. ábra EX02 elemzési eredménye (Mises-feszültség és deformált alak (100-szoros))

9.2.8. ábra EX03 elemzési eredménye (deformált alak (10-szeres))

9.2.9. ábra EX04 elemzési eredménye (deformált alak (100-szoros))

Az elemzési teljesítmény ellenőrzése az EX02 példával

Az EX02 furatos tömb ellenőrzési modelljével egyenértékű modellen általános célú kereskedelmi szoftverrel is elemzést végeztek. A 9.2.10. ábra összehasonlítja a feszültségkomponensek maximális és minimális értékeit a FrontISTR eredményeivel. Az ábra azt mutatja, hogy a feszültségkomponensek nagyon szorosan egyeznek.

Ezután megvizsgálták a tartományfelosztás hatását a feszültségeloszlásra. A tartományfelosztást RCB-módszerrel végezték, a modellt az X, Y és Z irányban egyaránt két részre osztva, összesen nyolc tartományra. A felosztást a 9.2.11. ábra mutatja. A 9.2.12. ábra az egyetlen tartománnyal, illetve nyolc felosztott tartománnyal végzett elemzések feszültségeloszlását mutatja.

9.2.10. ábra Az EX02 feszültségkomponenseinek összehasonlítása általános célú szoftverrel

9.2.11. ábra Az EX02 nyolc tartományra osztva RCB-módszerrel

9.2.12. ábra A Mises-feszültség eloszlásának eltérése a tartományfelosztás miatt

A 9.2.12. ábra nem mutat eltérést a két eredmény között; azok teljesen megegyeznek.

A 9.2.2. táblázat összehasonlítja az alkalmazott HEC-MW megoldóbeállítások végrehajtási idejét. A 9.2.13. ábra a megoldásig tartó konvergenciatörténetet is bemutatja.

9.2.2. táblázat Végrehajtási idők összehasonlítása HEC-MW megoldókkal

Megoldó	Végrehajtási idő (s)
CGI	38.79
CGscale	52.75
BCGS	60.79
CG8	6.65

9.2.13. ábra Konvergenciatörténetek összehasonlítása HEC-MW megoldókkal (konvergenciaküszöb: 1.0x10^-8^)

Számítási idő összehasonlítása az EX01A ellenőrzési példával

Az EX01A ellenőrzési példával (hajtórúd) kiértékelték a tartományfelosztásból származó számítási gyorsulást. A számításhoz 24 csomópontos, 2,8 GHz-es Xeon processzorokkal felszerelt klaszterszámítógépet használtak. Az eredményeket a 9.2.14. ábra mutatja. Az ábra szerint a számítási sebesség a tartományok számával arányosan növekszik.

A számítógépes környezetből eredő számításiidő-különbségeket is megvizsgálták. Az eredményeket a 9.2.3. táblázat mutatja.

9.2.14. ábra A tartományfelosztás gyorsító hatása

9.2.3. táblázat Számítási idők összehasonlítása számítógépenként (1 CPU)

CPU	Frekvencia [GHz]	OS	CPU-idő [sec]	megoldó ideje [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