500 миллионов уравнений - новый мировой рекорд в конечно-элементном анализе
Компания Siemens PLM Software анонсировала очередной прорыв в конечно-элементном решении задач механики деформируемого твердого тела (МДТТ). С помощью програмной системы конечно-элементного анализа NX™ NASTRAN® специалистам компании удалось решить статическую линейную пространственную задачу МДТТ для крыла самолета, находящегося под действием изгибающих нагрузок.
Для КЭ решения задачи была разработана полномасштабная пространственная КЭ модель, которая содержала ~ 98 млн оболочечных и ~ 49 млн пространственных конечных элементов. Общее число линейных алгебраических уравнений - ~ 500 млн. уравнений. Для решения задачи было использовано ~ 42 Гб оперативной памяти, а также потребовало ~ 30 терабайтов операций ввода-вывода и ~ 2,25 терабайтов дисковых операций. Время КЭ расчета составило менее 18-ти часов на 8-ми ядерном сервере IBM Power 570 со следующими характеристиками: частота - 4,7 ГГц, оперативная память - 64Гб, 24 сменных жестких диска по 148 Гб каждый.
Сайт FEA.ru напоминает эволюцию мировых рекордов конечно-элементного анализа: июнь 2004 г. - 100 млн уравнений (ANSYS) , февраль 2006 г. - 200 млн уравнений (NX Nastran), декабрь 2008 г. - 500 млн уравнений (NX Nastran). Напомним также, что совсем недавно (декабрь 2008 года) сайт FEA.ru сообщил, что компания ANSYS, Inc. установила новый мировой рекорд в CFD-анализе, анонсировав решение коммерческой CFD-задачи на сетке, содержащей более 1 миллиарда ячеек.
ПЛАНО, шт. Техас, 15 декабря 2008г. Siemens PLM Software, подразделение Siemens Industry Automation Division, ведущий мировой поставщик ПО и услуг для управления жизненным циклом изделия (PLM), сегодня объявила о прорыве в технологии расчетов методом конечных элементов (МКЭ). С помощью стандартного, поставляемого заказчикам программного обеспечения – текущей версии NX™ NASTRAN®, - менее чем за сутки удалось выполнить расчет прочности для модели, содержащей полмиллиарда уравнений.
Расчет проводился для анализа поведения крыла самолета при изгибном нагружении. NX NASTRAN позволил решить 500 миллионов уравнений менее, чем за 18 часов – это новый рекорд, побивший предыдущее достижение Siemens PLM Software, установленное в феврале 2006 г. при решении аналогичной задачи. Чтобы осознать сложность задания, достаточно сказать, что прочностной расчет автомобильного кузова целиком, смоделированного тонкостенными оболочками, требует решения порядка 100 миллионов уравнений.
"Наши клиенты выпускают самые сложные в мире изделия, что требует применения исключительно подробных конечно-элементных моделей для достижения требуемой точности решения, гарантирующей качество и безопасность" – заявил Чак Гриндстафф, руководитель технологических разработок компании Siemens PLM Software. "Моделирование поведения крыла под действием критической изгибной нагрузки – крайне важный этап автоматизированной подготовки производства летательных аппаратов, а 18-часовая длительность расчетов позволяет выполнять такое моделирование за одну ночь. В результате рабочие процессы наших клиентов не прерываются".
"Еще несколько лет назад считалось, что задачи такой размерности решить невозможно, как с точки зрения точности расчетов, так и с точки зрения их сложности", – поясняет д-р Луис Комзсик, главный инженер-расчетчик компании Siemens PLM Software. "Теперь мы с уверенностью заявляем, что очень скоро станет возможным проведение расчетов и с миллиардом уравнений. NX NASTRAN продемонстрировал свою способность справляться со столь серьезными задачами, а теперь представьте, как быстро он решает простые задачи инженерного анализа, с которыми ежедневно сталкиваются наши клиенты в самых различных отраслях промышленности".
Подробности о технологии
Конечно-элементная модель, рассчитанная с использованием NX NASTRAN, включает около 98 миллионов оболочечных и 49 миллионов твердотельных пространственных элементов. Получившаяся конечно-элементная задача состояла из 500 миллионов уравнений с более чем 600 миллионами глобальных степеней свободы для каждого расчетного случая приложения статической нагрузки.
Расчет занял 1069 минут или 17,8 часа машинного времени сервера IBM Power 570. Данный компьютер содержит восемь ядер POWER 6 с частотой 4,7 ГГц, 64Гб оперативной памяти и 24 чередующихся диска на 148 Гб каждый. Решение задачи заняло 42,4 Гб памяти и потребовало выполнения 30,3 терабайт операций ввода-вывода, а также 2,26 терабайт дисковых операций. Дополнительная информация о системе численного анализа NX NASTRAN приведена на www.siemens.com/plm/nxnastran.
О Siemens PLM Software
Siemens PLM Software, подразделение Siemens Industry Automation Division, ведущий мировой поставщик программных средств и услуг по управлению жизненным циклом изделия (PLM). Компания имеет 5,5 млн. инсталлированных лицензий более чем в 51 000 компаниях по всему миру. Штаб-квартира расположена в г. Плано, штат Техас. Решения Siemens PLM Software позволяют предприятиям организовывать совместную работу в распределенной среде для создания лучших товаров и услуг. Дополнительную информацию о компании можно получить на корпоративном web-сайте www.siemens.com/plm.
О Siemens Industry Automation Division
Siemens Industry Automation Division (Нюрнберг), подразделение Siemens Industry Sector, является мировым лидером в области разработки систем автоматизации производства, программного обеспечения для промышленных предприятий и низковольтных распределительных устройств. Продукция подразделения включает как стандартные решения для промышленности, так и отраслевые системы автоматизации для автомобильных и химических заводов. Являясь ведущим поставщиком программного обеспечения, подразделение Industry Automation оптимизирует производственные процессы на всех этапах жизненного цикла изделия.
# # #
Примечание: Siemens и логотип Siemens являются зарегистрированными торговыми марками Siemens AG. NX является торговой маркой или зарегистрированной торговой маркой компании Siemens Product Lifecycle Management Software Inc. или ее филиалов в США и других странах. NASTRAN является зарегистрированной торговой маркой НАСА. Все прочие торговые марки, зарегистрированные торговые марки или услуги являются собственностью их владельцев.
Источники: www.plm.automation.siemens.com, Siemens PLM Software's NX NASTRAN Solves World's Largest Structural Analysis Problem, http://www.tenlinks.com/news/PR/siemens_plm/121608_nx_nastran.htm, www.it-top.ru/news
Другте материалы по этой теме на сайте www.FEA.ru:
2008.11.26 CompMechLab-переводы. ANSYS преодолевает планку в 1 миллиард ячеек
2004.09.30 Компания ANSYS преодолела предел в 10 млн. степеней свободы при расчете на 32-битной системе
2004.06.01 Специалисты ANSYS, Inc. преодолели предел в 100 млн. степеней свободы