Reālu modeļu piemēri elastīgai statiskai analīzei¶

Analīzes modelis¶

Reālu modeļu verifikācijas piemēri elastīgai statiskai analīzei ir uzskaitīti 9.2.1. tabulā. Modeļu formas (ar dažiem izņēmumiem) ir parādītas arī 9.2.1.–9.2.5. attēlā. Lai izpildītu piemērus ar elementu tipiem 731 un 741, papildus ir nepieciešams tiešās metodes risinātājs.

9.2.1. tabula　Reālu modeļu verifikācijas piemēri elastīgai statiskai analīzei

Gadījuma nosaukums	Elementa tips	Verifikācijas modelis	Mezglu skaits	Brīvības pakāpju skaits
EX01A	342	Klaņis (100 000 mezglu)	94,074	282,222
EX01B	342	Klaņis (330 000 mezglu)	331,142	993,426
EX02	361	Bloks ar caurumu	37,386	112,158
EX03	342	Turbīnas lāpstiņa	10,095	30,285
EX04	741	Cilindrisks apvalks	10,100	60,600
EX05A	731	Vīna glāze (rupjš tīkls)	7,240	43,440
EX05B	731	Vīna glāze (vidējs tīkls)	48,803	292,818
EX05C	731	Vīna glāze (smalks tīkls)	100,602	603,612

Klaņis (EX01A)

9.2.1. attēls　Klaņis (EX01A)

Bloks ar caurumu (EX02)

9.2.2. attēls　Bloks ar caurumu (EX02)

Turbīnas lāpstiņa (EX03, EX06)

9.2.3. attēls　Turbīnas lāpstiņa (EX03, EX06)

Cilindrisks apvalks (EX04, EX09)

9.2.4. attēls　Cilindrisks apvalks (EX04, EX09)

Vīna glāze (EX05, EX10A)

9.2.5. attēls　Vīna glāze (EX05, EX10A)

Analīzes rezultāti¶

Analīzes rezultātu piemēri¶

Analīzes rezultātu piemēri ir parādīti 9.2.6.–9.2.9. attēlā.

EX01A analīzes rezultāts (Mises spriegums un deformētā forma (10×))

9.2.6. attēls　 EX01A analīzes rezultāts (Mises spriegums un deformētā forma (10×))

EX02 analīzes rezultāts (Mises spriegums un deformētā forma (100×))

9.2.7. attēls　 EX02 analīzes rezultāts (Mises spriegums un deformētā forma (100×))

EX03 analīzes rezultāts (deformētā forma (10×))

9.2.8. attēls　 EX03 analīzes rezultāts (deformētā forma (10×))

EX04 analīzes rezultāts (deformētā forma (100×))

9.2.9. attēls　 EX04 analīzes rezultāts (deformētā forma (100×))

Analīzes veiktspējas verifikācijas rezultāti ar piemēru EX02¶

Tika veikta analīze ar universālu komerciālu programmatūru, izmantojot modeli, kas ir ekvivalents verifikācijas piemēra EX02 blokam ar caurumu. 9.2.10. attēlā parādīts maksimālo un minimālo sprieguma komponenšu vērtību salīdzinājums ar FrontISTR rezultātiem. No attēla redzams, ka sprieguma komponentes ļoti labi sakrīt.

Tālāk tika pētīta apgabalu sadalīšanas ietekme uz sprieguma sadalījumu. Apgabalu sadalīšana tika veikta ar RCB metodi, sadalot modeli divās daļās katrā X, Y un Z ass virzienā, kopā iegūstot astoņus apgabalus. 9.2.11. attēlā parādīts sadalījuma stāvoklis. 9.2.12. attēlā parādīti sprieguma sadalījumi analīzēs ar vienu apgabalu un astoņiem sadalītiem apgabaliem.

EX02 sprieguma komponenšu salīdzinājums ar universālu programmatūru

9.2.10. attēls　 EX02 sprieguma komponenšu salīdzinājums ar universālu programmatūru

EX02 sadalījums astoņos apgabalos ar RCB metodi

9.2.11. attēls　 EX02 sadalījums astoņos apgabalos ar RCB metodi

Mises sprieguma sadalījuma atšķirība apgabalu sadalīšanas dēļ

9.2.12. attēls　Mises sprieguma sadalījuma atšķirība apgabalu sadalīšanas dēļ

No 9.2.12. attēla redzams, ka starp abiem rezultātiem nav atšķirību un tie pilnībā sakrīt.

Tālāk 9.2.2. tabulā parādīts izpildes laiku salīdzinājums atkarībā no izmantotā HEC-MW risinātāja iestatījumiem. 9.2.13. attēlā parādīta arī konverģences vēsture līdz atrisinājumam.

9.2.2. tabula　Izpildes laiku salīdzinājums ar HEC-MW risinātājiem

Risinātājs	Izpildes laiks (s)
CGI	38.79
CGscale	52.75
BCGS	60.79
CG8	6.65

HEC-MW risinātāju konverģences vēstures salīdzinājums (konverģences slieksnis: 1.0x10^-8^)

9.2.13. attēls　HEC-MW risinātāju konverģences vēstures salīdzinājums (konverģences slieksnis: 1.0x10^-8^)

Aprēķina laika salīdzinājums ar verifikācijas piemēru EX01A¶

Izmantojot verifikācijas piemēru EX01A (klanis), tika pārbaudīts aprēķina ātruma pieaugums, ko nodrošina apgabalu sadalīšana. Aprēķiniem tika izmantots Xeon 2.8GHz 24 mezglu klasteris. Rezultāti parādīti 9.2.14. attēlā. No attēla redzams, ka aprēķina ātrums palielinās proporcionāli apgabalu skaitam.

Tika pētīta arī aprēķina laika atšķirība atkarībā no skaitļošanas vides. Rezultāti parādīti 9.2.3. tabulā.

Ātruma pieaugums apgabalu sadalīšanas rezultātā

9.2.14. attēls　Ātruma pieaugums apgabalu sadalīšanas rezultātā

9.2.3. tabula　Aprēķina laika salīdzinājums dažādos datoros (1CPU)

CPU	Frekvence [GHz]	OS	CPU laiks [sec]	risinātāja laiks [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