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2012年6月26日 (火)

追従荷重(その2)

結果出力の間隔設定」および「追従荷重」にて、MAEDAさんよりコメントでアドバイスを頂きましたので、それで解析内容を改善してみました。

ソフトウェアは、DEXCS2011-Salome-A3(64)(SALOME6.3 + Code_Aster STA10.5)の利用です。

まず、結果出力の間隔設定ですが、「IMPR_RESU」-「RESU」ではなく、「STAT_NON_LINE」-「ARCHIVAGE」のほうに「LIST_INST」を設定しました。今回は、time=0~1を20分割しています。

また。「IMPR_RESU」-「RESU」についても、 FORMAT、UNITE、RESULTATだけにしています。
下図はEficasによる編集内容ですが、かなりすっきりしました。

Folf02b01

次に、収束性の改善と計算ステップ数の低減です。

まず、「STAT_NON_LINE」にて「NEWTON」-「REAC_ITER = 1」を追加しました。これに関しては、公式のマニュアル「R5.03.01」の「2.4.4.1節」が参考になります。「REAC_INCR」と「REAC_ITER」は共に、ニュートン法の求解過程において、どのタイミングで接線剛性を更新する(作り直す)かという指定です。

「REAC_INCR」は、これで指定した数値のインクリメント(タイムステップ)毎に更新します。これは公式マニュアル「U4.51.03」の「3.9.2節」によると、デフォルトで「1」になっており、インクリメントが「1」進むたびに更新します。

「REAC_ITER」は、これで指定した数値のイテレーション毎に更新します。イテレーションは、各インクリメント(タイムステップ)内における繰り返し計算です。これは、同じく公式マニュアル「U4.51.03」の「3.9.2節」によると、デフォルトで「0」になっており、同じインクリメント(タイムステップ)内では更新されません。

結局、デフォルトの状態では、「R5.03.01」の「図2 -2.4.4.1-c: Use of the tangent matrix revalued with each time step」のような状態になっていると思われます(図を勝手に転載できないので、お手数ですがリンクをたどってご覧ください)。

この状態は、イテレーション毎の接線剛性計算のコストは省けますが、非線形性が強いと収束しにくくなります。今回のようにゴム材料の大変形という、非線形性の強い問題では、イテレーション毎に接線剛性を計算しなおしたほうが、タイムステップ幅も大きく出来るので、結局速くなるということなのでしょう。今回も、REAC_ITERを「1」とすることで、MAEDAさんのコメントどおり、80ステップまでタイムステップを低減できました。Eficasによる編集内容は下図の通りです。

Folf02b02

最後にソルバーですが、これも「Mumps」に変更しました(モデルが小さいので、「OUT_OF_CORE」はデフォルトの「NON」のままです)。

これで、前回2000ステップで20分ぐらいかかっていた計算が、80ステップで80秒程度まで低減できました。ただしソルバーについてはデフォルト(MULT_FRONT)のままでも80秒程度でした。このあたりはCode_Asterのバージョンによるのかもしれません。

MAEDAさん、どうもありがとうございました。

なお、今回のメッシュファイル(mmed)とcommファイルは下記です。

folf02b.zip

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コメント

早速のフォローありがとうございます。

線形ソルバー(MUMPS, MULT_FRONT)について、私も検証してみました。(Ver. 10.6)
確かにこの問題では、計算時間とメモリ使用量に差はありませんでした。
ですが、今回よりも規模の大きい問題(超弾性ではありませんが)では、MUMPSのほうが計算時間、メモリともに少ない結果となりました。

線形ソルバーの種類の差は問題の規模によるのだと思います。

MAEDA さん、コメントありがとうございます。

やはりMumpsは大規模問題で効果を発揮するようですね。
今後、超弾性においても、モデル規模やソルバーによる違いを検証していきたいと思います。

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