Новый многоядерный генератор

конечно-элементных сеток

в системе ИСПА.

Александр Николаевич Мухин

Александр Александрович Мухин

В данной статье речь пойдет о новом многоядерном автоматическом генераторе объемных конечно-элементных сеток КРОТ3DU в системе ИСПА. Данный генератор позволяет быстро и удобно генерировать 4-х, 10-ти, 14-ти и 20-ти узловые тетраэдры, и задействовать все физические ядра процессора.

Возможности нового генератора покажем на примере блока цилиндров. Так же будем решать линейную статическую задачу прямым методом.

Решение будем проводить на компьютере с процессором Intel I7 – 6900, 128 Гб оперативной памяти. Операционная система WINDOWS 10 (64 разряда).

Геометрическая модель двигателя представлена на рис. 1.

Рис 1.

Через геометрический буфер перенесем блок цилиндров в отдельную модель рис. 2. Количество ребер в геометрической модели – 7449, количество граней – 2909.

Рис 2.

Модель будем генерировать из 4-х узловых тетраэдров. Время генерации на одном ядре составляет 1 мин 20 сек. На 8-ми ядрах время генерации – 32 сек.

Конечно-элементная модель представлена на рис. 3. Модель содержит 154 688 узлов и 592 997 элементов (464 052 уравнений).

Рис 3.

Время решения статической линейной задачи – 12 сек.

Время полной численной факторизации матрицы жесткости составляет - 0.9 сек.

Теперь сгенерируем более мелкую сетку. Время генерации на одном ядре составляет 1 мин 50 сек. На 8-ми ядрах время генерации – 36 сек.

Конечно-элементная модель представлена на рис. 4 - 5. Модель содержит 352 253 узлов и 1 486 654 элементов (1 056 750 уравнений).

Рис 4.

Рис 5.

Время решения статической линейной задачи – 32 сек.

Время полной численной факторизации матрицы жесткости составляет - 6.2 сек.

Сгенерируем еще более мелкую сетку. Время генерации на одном ядре составляет 3 мин 10 сек. На 8-ми ядрах время генерации – 55 сек.

Конечно-элементная модель представлена на рис. 6 - 10. Модель содержит 704 119 узлов и 3 167 145 элементов (2 112 345 уравнений).

Рис 6.

Рис 7.

Рис 8.

Рис 9.

Рис 10.

Время решения статической линейной задачи – 1 мин. 23 сек.

Время полной численной факторизации матрицы жесткости составляет – 27 сек.

Сгенерируем очень мелкую сетку. Время генерации на одном ядре составляет 15 мин 5 сек. На 8-ми ядрах время генерации – 3 мин 10 сек.

Конечно-элементная модель представлена на рис. 11 - 14. Модель содержит 3 704 596 узлов и 18 902 270 элементов.

Рис 11.

Рис 12.

Рис 13.

Рис 14.

В данных конечно-элементных моделях нег ручного труда. Для создания КЭМ использовался новый автоматический генератор с определенными параметрами генерации Это очень удобно при проведении многовариантных, оптимизационных расчетов. Также хочется отметить высокую скорость многоядерного генератора и решателя системы ИСПА при решении линейной статической задачи.

Апрель 2023 г.