2 - 2021

Улучшение производительности решающей программы в SOLIDWORKS Simulation 2021

Стефан Андрианов, ведущий инженер, компания «Идеальные инструменты»

В новой версии SOLIDWORKS Simulation 2021 улучшена производительность решающей программы, что позволило сократить время решения некоторых типов исследований. Усовершенствования затронули исследования с большим количеством контактирующих элементов с использованием контакта поверхности с поверхностью.

По умолчанию в SOLIDWORKS Simulation доступно три решателя: FFEPlus, Intel Direct Sparse и Direct Sparse, а также автоматический выбор решающей программы (рис. 1).

Рис. 1. Выбор решающей программы по умолчанию в SOLIDWORKS Simulation 2021

Рис. 1. Выбор решающей программы по умолчанию в SOLIDWORKS Simulation 2021

В автоматическом режиме алгоритм выбирает между решателями FFEPlus и Intel Direct Sparse. Критериями выбора будут являться: количество уравнений, тип нагрузки, тип сетки, геометрические особенности модели, контакты и соединители, а также объем доступной системе памяти.

Ниже приведено несколько тестов сравнения SOLIDWORKS Simulation 2020 и 2021 в ходе исследования двух контактирующих деталей с условием контакта поверхности с поверхностью. Тестовая модель показана на рис. 2.

Рис. 2. Тестовая модель для решения контактной задачи в SOLIDWORKS Simulation

Рис. 2. Тестовая модель для решения контактной задачи в SOLIDWORKS Simulation

Решающая программа FFEPlus

Время решения для решателя FFEPlus снижается за счет параллельной многоядерной обработки. Сокращение времени решения более выражено в исследованиях, которые имеют не менее 10% контактных элементов от общего числа элементов сетки.

Новый метод имеет ограничения: он не применяется в исследованиях, содержащих соединители, а также при использовании контакта узла с поверхностью, виртуальной стенки, циклической симметрии и дистанционных нагрузок.

Для наглядности в этом тестовом примере настроена точная сетка с большим количеством элементов для увеличения времени, затрачиваемого на решение. Чтобы решить эту задачу с помощью решателя FFEPlus, SOLIDWORKS 2020 потребовалось 7 мин 48 с (рис. 3). Решение задачи с точно такими же настройками в SOLIDWORKS 2021 заняло 6 мин 5 с (рис. 4).

Рис. 3. Результат SOLIDWORKS Simulation 2020 с решателем FFEPlus

Рис. 3. Результат SOLIDWORKS Simulation 2020 с решателем FFEPlus

Рис. 4. Результат SOLIDWORKS Simulation 2021 с решателем FFEPlus

Рис. 4. Результат SOLIDWORKS Simulation 2021 с решателем FFEPlus

Решающая программа Intel Direct Sparse

При проведении исследований с большим количеством контактирующих элементов, как правило, более стабильные и точные результаты обеспечивают решатели Direct Sparse.

Улучшения решателей Intel Direct Sparse направлены на работу с масштабными исследованиями. Использование предыдущих версий решателей Direct Sparse для анализа задач с несколькими миллионами степеней свободы приводило к сбою и предложению воспользоваться решателем Large Problem Direct Sparse, который требует меньше оперативной памяти, но в то же время работает медленнее вследствие применения виртуальной памяти.

При запуске тестового исследования с использованием решателя Intel Direct Sparse в SOLIDWORKS Simulation 2020 происходит сбой (рис. 5).

Рис. 5. В SOLIDWORKS Simulation 2020 произошел сбой решателя Intel Direct Sparse

Рис. 5. В SOLIDWORKS Simulation 2020 произошел сбой решателя Intel Direct Sparse

В SOLIDWORKS Simulation 2021 решающая программа Intel Direct Sparse может воспользоваться всей доступной памятью. Если превышен объем доступной памяти, то для завершения анализа применяется дисковое пространство. Такой подход займет больше времени, так как дисковое хранилище работает гораздо медленнее, чем оперативная память. Тем не менее теперь решатель сможет выполнять линейные статические и нелинейные исследования больше чем с 4 миллионами элементов.

В SOLIDWORKS Simulation 2021 это исследование решается с помощью Intel Direct Sparse. В этом тесте большое количество степеней свободы требовало 46 920 дополнительных мегабайт оперативной памяти для решения, поэтому использовалось дисковое пространство, которое заняло больше времени. Однако в некоторых случаях, когда решатель FFEPlus не справляется, решить проблему можно с помощью решателя Intel Direct Sparse (рис. 6).

Рис. 6. В SOLIDWORKS Simulation 2021 решение достигнуто с помощью Intel Direct Sparse Solver

Рис. 6. В SOLIDWORKS Simulation 2021 решение достигнуто с помощью Intel Direct Sparse Solver

Лицензии SOLIDWORKS Simulation

В полной мере воспользоваться улучшениями производительности можно с помощью лицензий SOLIDWORKS Simulation Professional и SOLIDWORKS Simulation Premium. Эти лицензии не имеют ограничений на количество применяемых физических ядер.

Лицензии SOLIDWORKS Premium и SOLIDWORKS Simulation Standard смогут использовать новые возможности повышения производительности, но будут ограничены максимум восемью физическими ядрами.