Приложение Оценка ресурсов

При решении задач большой размерности важно представлять требования к ресурсам (дисковому пространству и машинному времени) до проведения собственно расчета. В данном приложении приводятся рекомендации по оценкам. Однако, вследствие сложности и многофакторности задачи определения ресурсов данные оценки могут рассматриваться только как весьма приближенные.

Оценка размеров базы данных

База данных MSC/NASTRAN состоит их нескольких наборов DB-set. Три из этих набора - DBALL, SCRATCH, SCR300 - занимают основную часть дискового пространства. Величина базы данных зависит от многих факторов. Среди них - размерность модели, тип используемых элементов, топология элементов, тип задачи, метод решения. В таблице Н-1 приводятся формулы для определения дискового пространства, требуемого для файлов DBALL, SCRATCH и SCR300 при статическом расчете (Sol 101). В таблице рассматриваются два типа моделей. Разреженная модель состоит главным образом из элементов типа пластин и оболочек, плотная модель состоит из объемных элементов, переслоенных с элементами пластин. В данном разделе рассматриваются методы симметричной декомпозиции и методы разреженной декомпозиции (для разреженных матриц).

То какой является модель, плотной или разреженной, определяется по плотности матрицы, используемой в расчете (например верхней треугольной матрицы LLL). Плотностью матрицы считают равной числу ненулевых членов матрицы, деленному на размер матрицы. Для разреженных моделей разреженная декомпозиция потребляет меньше дискового пространства, чем симметричная декомпозиция.

Для плотных моделей более эффективна симметричная декомпозиция. Разреженная декомпозиция требует больше памяти, чем симметричная. Большинство матриц конструкций относится скорее к разреженным, чем к плотным.

Объем памяти, требуемый для разреженной декомпозиции для каждого из типов моделей может быть оценен по рис. Н-1. Разреженные и плотные модели образуют диапазон, в котором находится большинство моделей. "Средняя" модель здесь даст оценку, которую можно использовать как первое приближение. Требования к памяти для метода симметричной декомпозиции меньше, чем для разреженной. Можно оценить объем потребного дискового пространства по числу степеней свободы модели и по плотности матрицы LLL. Затем использовать соответствующее уравнение в табл. Н-1, соответствующее типу модели. Если плотность модели неизвестна, то можно для ее оценки использовать рис. Н-2.

Табл H-l

Тип модели	Метод декомпозиции	Тип дискового пространства	Уравнение для оценки (байт)*
Разреженные		DBALL	DBALL = 5044D + 9.71*107d- 1.18*107
модели	Симметричный	SCRATCH	SCRATCH = 295D + 1.57*106d - 3.11*105
(главным		SCR300	SCR300 = 354D + 3.13*106d - 5.08*105
образом из		SUBTOTAL	SUBTOTAL=DBALL+SCRATCH+SCR300
пластин		DBALL	DBALL = 2035D + 1.97*107d - 2.17*107
	Разреженный**	SCRATCH	SCRATCH = 295D + 1.57*106d - 3.11*105
		SCR300	SCR300 = 354D + 3.13*106d - 5.08*105
		SUBTOTAL	SUBTOTAL=DBALL+SCRATCH+SCR300
Плотные		DBALL	DBALL = 15800D + 1.91*108d - 4.51*107
модели	Симметричный**	SCRATCH	SCRATCH = 844D + 4.18*106d - 1.32*106
(объемные		SCR300	SCR300 == 2695D + 9.82*106d - 3.36*106
элементы,		SUBTOTAL	SUBTOTAL=DBALL+SCRATCH+SCR300
переслоенные		DBALL	DBALL = 13692D + 1.1*108d - 2.8*107
пластинами	Разреженный	SCRATCH	SCRATCH = 852D + 4.41*106d - 1.38*106
		SCR300	SCR300 = 6183D + 5.8*107d - 1.57*107
		SUBTOTAL	SUBTOTAL=DBALL+SCRATCH+SCR300

* D = числу степеней свободы

d = плотности верхней треугольной матрицы

* * Рекомендуемый метод декомпозиции для соответствующего типа модели

Sparse Model (Mostly Plate Elements)

a Dense Models (Solid Elements Overlaid with Plate Elements)

• In Between Model

Figure H-l. Memory Estimate for Sparse Decomposition.

Figure H-2. Density Estimation of the Lower Triangular Matrix (LLL).

Плотная и разреженная модели дают диапазон дискового пространства, требуемого для большинства моделей. Если есть затруднения с определением того, к какой категории относится конкретная модель, хорошей оценкой будет вдвое увеличенное значение, определенное для разреженной модели.

Начиная с версии 68 ключевое слово "scr=yes" в команде запуска вызывает перенаправление дискового пространства, предназначенного для DBALL, в набор SCRATCH. Другими словами, если пользователь распределяет дисковое пространство, то пространство, обычно выделяемое DBALL, необходимо выделить SCRATCH DB-set. Отметим, что все запуски в данном разделе выполнены с ключевым словом "scr=no".

APPENDIX I

REFERENCES

1. R. H. MacNeal and M. A. Gockel (eds.), MSCINASTRAN Handbook for Linear Analysis, Version 64, The MacNeal-Schwendler Corporation, Los Angeles, California, 1985.

2. R. H. Gallagher, Finite Element Analysis Fundamentals, Prentice-Hall, Inc., New Jersey, 1975.

3. S. R Timoshenko and J. N. Goodier, Theory of Elasticity, McGraw-Hill Book Company, Third Edition, 1970.

4. R. S. Lahey, M. R Miller, and M. A. Reymond (eds.), MSC/NASTRAN Reference Manual, Version 68, The MacNeal-Schwendler Corporation, Los Angeles, California, 1994.

5. MSCINASTRAN Application Manual, Version 67, The MacNeal-Schwendler Corporation, Los Angeles, California, June 1991.

6. M. A. Reymond and M. R Miller (eds.), MSCiNASTRAN Quick Reference Guide, Version 68, The MacNeal-Schwendler Corporation, Los Angeles, California, 1994.

7. J. M. Lee (ed.), MSC/NASTRAN Common Questions and Answers, Second Edition, The MacNeal-Schwendler Corporation, Los Angeles, California, 1993.

8. MSdNASTRAN Release Notes for Version 67.5, The MacNeal-Schwendler Corporation, Los Angeles, California, 1993.

9. S. R Timoshenko and J. M. Gere, Theory of Elastic Stability, Engineering Societies Monograph Series, Second Edition, 1961.

10. L. Komzsik, MSC/NASTRAN Numerical Methods User's Guide, Version 68, The MacNeal-Schwendler Corporation, Los Angeles, California, 1993.

11. MSC/NASTFtAN Release Notes for Version 68, The MacNeal-Schwendler Corporation, Los Angeles, California, 1994.

12. D. F. Bella and M. A. Reymond, MSCINASTRAN DMAP Module Dictionary, Version 68, The MacNeal-Schwendler Corporation, Los Angeles, California, 1994.

13. R. J. Roark and W. C. Young, Formulas for Stress and Strain. McGraw-Hill, Filth Edition, 1975.

14. D. Т. Greenwood, Principles of Dynamics, Prentice-Hall, 1965.

15. "A Proposed Standard Set of Problems to Test Finite Element Approach," MSC/NASTRAN Application Notes, 1984.

16. MSC/NASTRAN Installation and Operation Instructions, Version 68.

17. К. D. Blakely, MSC/NASTRAN Basic Dynamic Analysis User's Guide, Version 68, The MacNeal-Schwendler Corporation, Los Angeles, 1993.

18. R. H. MacNeal (ed.), The NASTRAN Theoretical Manual, December 1972.

19. S. H. Lee (ed.), MSC/NASTRAN Handbook for Nonlinear Analysis, Version 67, The MacNeal-Schwendler Corporation, Los Angeles, California.

20. R. T. Jones, Mechanics of Composite Materials, McGraw-Hill, 1975.

21. M. R Miller, Getting Started with MSC/NASTRAN, First Edition, The MacNeal-Schwendler Corporation, Los Angeles, California, 1993.

22. M. S. Chainyk, MSC/NASTRAN Thermal Analysis User's Guide, Version 68, The MacNeal-Schwendler Corporation, Los Angeles, California, 1994.

-187-