Ví dụ mô hình thực cho phân tích tĩnh đàn hồi

Mô hình phân tích

Bảng 9.2.1 liệt kê các ví dụ kiểm chứng mô hình thực cho phân tích tĩnh đàn hồi. Hình dạng của các mô hình, trừ một số ngoại lệ, cũng được thể hiện trong các Hình 9.2.1 đến 9.2.5. Cần một bộ giải trực tiếp riêng để chạy các ví dụ sử dụng loại phần tử 731 và 741.

Bảng 9.2.1 Ví dụ kiểm chứng mô hình thực cho phân tích tĩnh đàn hồi

Tên trường hợp	Loại phần tử	Mô hình kiểm chứng	Số nút	Bậc tự do
EX01A	342	Thanh truyền (100,000 nút)	94,074	282,222
EX01B	342	Thanh truyền (330,000 nút)	331,142	993,426
EX02	361	Khối có lỗ	37,386	112,158
EX03	342	Cánh tuabin	10,095	30,285
EX04	741	Vỏ trụ	10,100	60,600
EX05A	731	Ly rượu vang (thô)	7,240	43,440
EX05B	731	Ly rượu vang (trung bình)	48,803	292,818
EX05C	731	Ly rượu vang (mịn)	100,602	603,612

Hình 9.2.1 Thanh truyền (EX01A)

Hình 9.2.2 Khối có lỗ (EX02)

Hình 9.2.3 Cánh tuabin (EX03, EX06)

Hình 9.2.4 Vỏ trụ (EX04, EX09)

Hình 9.2.5 Ly rượu vang (EX05, EX10A)

Kết quả phân tích

Ví dụ kết quả phân tích

Ví dụ về kết quả phân tích được thể hiện trong các Hình 9.2.6 đến 9.2.9.

Hình 9.2.6 Kết quả phân tích EX01A (biểu đồ ứng suất Mises và biến dạng (10x))

Hình 9.2.7 Kết quả phân tích EX02 (biểu đồ ứng suất Mises và biến dạng (100x))

Hình 9.2.8 Kết quả phân tích EX03 (biểu đồ biến dạng (10x))

Hình 9.2.9 Kết quả phân tích EX04 (biểu đồ biến dạng (100x))

Kết quả kiểm chứng hiệu năng phân tích bằng ví dụ EX02

Một phân tích được thực hiện bằng phần mềm thương mại đa dụng với mô hình tương đương mô hình kiểm chứng khối có lỗ EX02. Hình 9.2.10 thể hiện so sánh các giá trị lớn nhất và nhỏ nhất của thành phần ứng suất với các giá trị từ FrontISTR. Hình cho thấy các thành phần ứng suất phù hợp rất sát nhau.

Tiếp theo, ảnh hưởng của phân vùng miền lên phân bố ứng suất được khảo sát. Phân vùng miền được thực hiện bằng phương pháp RCB, chia mô hình thành hai phần theo mỗi hướng X, Y và Z, tổng cộng tám miền. Hình 9.2.11 thể hiện cách phân vùng. Hình 9.2.12 thể hiện phân bố ứng suất từ các phân tích sử dụng một miền và tám miền đã phân vùng.

Hình 9.2.10 So sánh các thành phần ứng suất của EX02 với phần mềm đa dụng

Hình 9.2.11 EX02 được chia thành tám miền bằng phương pháp RCB

Hình 9.2.12 Sự khác biệt trong phân bố ứng suất Mises do phân vùng miền

Hình 9.2.12 cho thấy không có sự khác biệt giữa hai kết quả; chúng hoàn toàn trùng khớp.

Bảng 9.2.2 so sánh thời gian thực thi đối với các thiết lập bộ giải HEC-MW được sử dụng. Hình 9.2.13 cũng thể hiện lịch sử hội tụ cho đến khi thu được nghiệm.

Bảng 9.2.2 So sánh thời gian thực thi sử dụng các bộ giải HEC-MW

Bộ giải	Thời gian thực thi (s)
CGI	38.79
CGscale	52.75
BCGS	60.79
CG8	6.65

Hình 9.2.13 So sánh lịch sử hội tụ sử dụng các bộ giải HEC-MW (ngưỡng hội tụ: 1.0x10^-8^)

So sánh thời gian tính toán sử dụng ví dụ kiểm chứng EX01A

Sử dụng ví dụ kiểm chứng EX01A (thanh truyền), mức tăng tốc tính toán nhờ phân vùng miền được đánh giá. Một máy tính cụm 24 nút với bộ xử lý Xeon 2.8 GHz được sử dụng cho phép tính. Kết quả được thể hiện trong Hình 9.2.14. Hình cho thấy tốc độ tính toán tăng tỷ lệ với số miền.

Sự khác biệt về thời gian tính toán do môi trường máy tính cũng được khảo sát. Kết quả được trình bày trong Bảng 9.2.3.

Hình 9.2.14 Hiệu quả tăng tốc của phân vùng miền

Bảng 9.2.3 So sánh thời gian tính toán theo máy tính (1 CPU)

CPU	Tần số [GHz]	Hệ điều hành	Thời gian CPU [giây]	thời gian bộ giải [giây]
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