Exempel med faktiska modeller för elastisk statisk analys

Analysmodell

Tabell 9.2.1 listar verifieringsexempel med faktiska modeller för elastisk statisk analys. Modellernas former, med vissa undantag, visas också i figurerna 9.2.1 till 9.2.5. En separat direktlösare krävs för att köra exemplen med elementtyperna 731 och 741.

Tabell 9.2.1 Verifieringsexempel med faktiska modeller för elastisk statisk analys

Fallnamn	Elementtyp	Verifieringsmodell	Antal noder	Frihetsgrader
EX01A	342	Vevstake (100 000 noder)	94,074	282,222
EX01B	342	Vevstake (330 000 noder)	331,142	993,426
EX02	361	Block med hål	37,386	112,158
EX03	342	Turbinblad	10,095	30,285
EX04	741	Cylindriskt skal	10,100	60,600
EX05A	731	Vinglas (grovt)	7,240	43,440
EX05B	731	Vinglas (medelfint)	48,803	292,818
EX05C	731	Vinglas (fint)	100,602	603,612

Figur 9.2.1 Vevstake (EX01A)

Figur 9.2.2 Block med hål (EX02)

Figur 9.2.3 Turbinblad (EX03, EX06)

Figur 9.2.4 Cylindriskt skal (EX04, EX09)

Figur 9.2.5 Vinglas (EX05, EX10A)

Analysresultat

Exempel på analysresultat

Exempel på analysresultat visas i figurerna 9.2.6 till 9.2.9.

Figur 9.2.6 Analysresultat för EX01A (Mises-spänning och deformationsdiagram (10x))

Figur 9.2.7 Analysresultat för EX02 (Mises-spänning och deformationsdiagram (100x))

Figur 9.2.8 Analysresultat för EX03 (deformationsdiagram (10x))

Figur 9.2.9 Analysresultat för EX04 (deformationsdiagram (100x))

Verifieringsresultat för analysprestanda med exempel EX02

En analys utfördes med generell kommersiell programvara med en modell motsvarande verifieringsmodellen EX02, ett block med hål. Figur 9.2.10 visar en jämförelse av maximala och minimala värden för spänningskomponenterna med motsvarande värden från FrontISTR. Figuren visar att spänningskomponenterna överensstämmer mycket väl.

Därefter undersöktes domänuppdelningens inverkan på spänningsfördelningen. Domänuppdelning utfördes med RCB-metoden genom att modellen delades i två delar i vardera X-, Y- och Z-riktningen, totalt åtta domäner. Figur 9.2.11 visar uppdelningen. Figur 9.2.12 visar spänningsfördelningarna från analyser med en enda domän respektive åtta uppdelade domäner.

Figur 9.2.10 Jämförelse av spänningskomponenter i EX02 med generell programvara

Figur 9.2.11 EX02 uppdelad i åtta domäner med RCB-metoden

Figur 9.2.12 Skillnad i fördelning av Mises-spänning till följd av domänuppdelning

Figur 9.2.12 visar ingen skillnad mellan de två resultaten; de överensstämmer helt.

Tabell 9.2.2 jämför körtider för de HEC-MW-lösarinställningar som användes. Figur 9.2.13 visar också konvergenshistoriken fram till lösningen.

Tabell 9.2.2 Jämförelse av körtider med HEC-MW-lösare

Lösare	Körtid (s)
CGI	38.79
CGscale	52.75
BCGS	60.79
CG8	6.65

Figur 9.2.13 Jämförelse av konvergenshistorik med HEC-MW-lösare (konvergenströskel: 1.0x10^-8^)

Jämförelse av beräkningstid med verifieringsexempel EX01A

Med verifieringsexempel EX01A (vevstake) utvärderades beräkningsaccelerationen till följd av domänuppdelning. För beräkningen användes en klusterdator med 24 noder och Xeon-processorer på 2,8 GHz. Resultaten visas i figur 9.2.14. Figuren visar att beräkningshastigheten ökar proportionellt mot antalet domäner.

Skillnader i beräkningstid beroende på datormiljön undersöktes också. Resultaten visas i tabell 9.2.3.

Figur 9.2.14 Accelereringseffekt av domänuppdelning

Tabell 9.2.3 Jämförelse av beräkningstider per dator (1 CPU)

CPU	Frekvens [GHz]	OS	CPU-tid [s]	lösartid [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