Eksempler med reelle modeller for elastisk statisk analyse¶

Analysemodeller¶

Tabell 9.2.1 viser en liste over verifikasjonseksempler med reelle modeller for elastisk statisk analyse. Geometrien til modellene, med enkelte unntak, vises også i figur 9.2.1 til 9.2.5. For å kjøre eksemplene med elementtypene 731 og 741 kreves det en separat direkte løser.

Tabell 9.2.1　Verifikasjonseksempler med reelle modeller for elastisk statisk analyse

Tilfelle	Elementtype	Verifikasjonsmodell	Antall noder	Frihetsgrader
EX01A	342	Forbindelsesstang (100 000 noder)	94,074	282,222
EX01B	342	Forbindelsesstang (330 000 noder)	331,142	993,426
EX02	361	Blokk med hull	37,386	112,158
EX03	342	Turbinblad	10,095	30,285
EX04	741	Sylindrisk skall	10,100	60,600
EX05A	731	Vinglass (grovt)	7,240	43,440
EX05B	731	Vinglass (middels)	48,803	292,818
EX05C	731	Vinglass (fint)	100,602	603,612

Forbindelsesstang (EX01A)

Figur 9.2.1　Forbindelsesstang (EX01A)

Blokk med hull (EX02)

Figur 9.2.2　Blokk med hull (EX02)

Turbinblad (EX03, EX06)

Figur 9.2.3　Turbinblad (EX03, EX06)

Sylindrisk skall (EX04, EX09)

Figur 9.2.4　Sylindrisk skall (EX04, EX09)

Vinglass (EX05, EX10A)

Figur 9.2.5　Vinglass (EX05, EX10A)

Analyseresultater¶

Eksempler på analyseresultater¶

Eksempler på analyseresultater vises i figur 9.2.6 til 9.2.9.

Analyseresultat for EX01A (von Mises-spenning og deformasjonsplott (10×))

Figur 9.2.6　 Analyseresultat for EX01A (von Mises-spenning og deformasjonsplott (10×))

Analyseresultat for EX02 (von Mises-spenning og deformasjonsplott (100×))

Figur 9.2.7　 Analyseresultat for EX02 (von Mises-spenning og deformasjonsplott (100×))

Analyseresultat for EX03 (deformasjonsplott (10×))

Figur 9.2.8　 Analyseresultat for EX03 (deformasjonsplott (10×))

Analyseresultat for EX04 (deformasjonsplott (100×))

Figur 9.2.9　 Analyseresultat for EX04 (deformasjonsplott (100×))

Verifikasjon av analyseytelse med verifikasjonseksempel EX02¶

Det ble utført en analyse med generell kommersiell programvare ved bruk av en modell tilsvarende EX02-verifikasjonsmodellen med hull i en blokk. Figur 9.2.10 viser en sammenligning av maksimums- og minimumsverdiene for spenningskomponentene med resultatene fra FrontISTR. Figuren viser at spenningskomponentene samsvarer svært godt.

Deretter ble virkningen av områdedeling på spenningsfordelingen undersøkt. Områdedelingen ble utført med RCB-metoden ved å dele modellen i to i hver av X-, Y- og Z-retningene, totalt åtte områder. Figur 9.2.11 viser inndelingen. Figur 9.2.12 viser spenningsfordelingen fra analyser med ett enkelt område og med åtte delte områder.

Sammenligning av spenningskomponenter i EX02 med generell programvare

Figur 9.2.10　 Sammenligning av spenningskomponenter i EX02 med generell programvare

EX02 delt i åtte områder med RCB-metoden

Figur 9.2.11　 EX02 delt i åtte områder med RCB-metoden

Forskjell i fordelingen av von Mises-spenning som følge av områdedeling

Figur 9.2.12　Forskjell i fordelingen av von Mises-spenning som følge av områdedeling

Figur 9.2.12 viser ingen forskjell mellom de to resultatene; de samsvarer fullstendig.

Deretter sammenlignes kjøretidene for de benyttede HEC-MW-løserinnstillingene i tabell 9.2.2. Figur 9.2.13 viser også konvergenshistorikken frem til løsningen.

Tabell 9.2.2　Sammenligning av kjøretider med HEC-MW-løsere

Løser	Kjøretid (s)
CGI	38.79
CGscale	52.75
BCGS	60.79
CG8	6.65

Sammenligning av konvergenshistorikk med HEC-MW-løsere (konvergensterskel: 1.0x10^-8^)

Figur 9.2.13　Sammenligning av konvergenshistorikk med HEC-MW-løsere (konvergensterskel: 1.0x10^-8^)

Sammenligning av beregningstid med verifikasjonseksempel EX01A¶

Ved hjelp av verifikasjonseksempel EX01A (forbindelsesstang) ble hastighetsøkningen i beregningen som følge av områdedeling undersøkt. Beregningen ble utført på en 24-noders klynge med Xeon 2.8 GHz-prosessorer. Resultatene vises i figur 9.2.14. Figuren viser at beregningshastigheten øker proporsjonalt med antall områder.

Forskjeller i beregningstid som følge av datamiljøet ble også undersøkt. Resultatene vises i tabell 9.2.3.

Hastighetsøkning ved områdedeling

Figur 9.2.14　Hastighetsøkning ved områdedeling

Tabell 9.2.3　Sammenligning av beregningstid mellom datamaskiner (1 CPU)

CPU	Frekvens [GHz]	OS	CPU-tid [sec]	løsertid [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