Сравнение версий Frost 3D Universal с применением различных аппаратных средств
|
Программный комплекс Frost 3D Universal распространяется в четырех версиях. Главное отличие каждой версии – это различная программная реализация расчетного механизма (решателя, солвера), который используется для численного решения тепловой задачи. На скорость численных расчетов, помимо программных алгоритмов, также влияет и аппаратное обеспечение, которое используется для математических вычислений. Ввиду этого, у новых пользователей всегда возникает вопрос – какая версия программного комплекса Frost 3D Universal оптимальна для моих конкретных задач? Ниже приведен список критериев, расстановка приоритетов по которым поможет определиться с выбором версии программы: 1. Какие размеры расчетных областей типичны для моделируемых областей (10*10 или 100*100 метров)? 2. Насколько высока детализация расчетных моделей – имеется ли в расчетной модели множество мелких элементов, важных для учета в расчете? 3. Критична ли точность выполнения расчетов – допускается ли значительное угрубление расчетной области в результате дискретизации? 4. Высоки ли требования к скорости расчетов – нужно ли выполнять расчеты за несколько часов или же есть возможность в ожидании результата сутки и более? Окончательно принять решение о приобретении наиболее подходящей версии программы Frost 3D Universal поможет анализ примеров моделей, созданных в Frost 3D Universal, которые были запущены на расчет в разных версиях программы. В расчетах было задействовано различное аппаратное обеспечение: одно ядро процессора, 4 ядра процессора, бюджетные видео карты и мощные ускорители от Nvidia. Примеры расчетов в программе Frost 3D Universal. Сравнение скоростей расчетов в разных версиях программы. Резервуар Бованенковского месторождения
|
|
Результат расчета резервуара Бованенковского месторождения
Грубая дискретизация
| Расчетная область: | Количество ячеек: | Прогноз на: |
|
14,6×11×19,5 метров |
0,7 млн. |
5 лет |
 |
|
Результат расчета резервуара Бованенковского месторождения
Качественная дискретизация
| Расчетная область: | Количество ячеек: | Прогноз на: |
|
14,6×11×19,5 метров |
3,5 млн. |
5 лет |
 |
|
Термостабилизация грунта под резервуаром с нефтью
| Расчетная область: | Количество ячеек: | Прогноз на: |
|
90×90×30 метров |
7 млн. |
5 лет |
 |
|
|||
| Ознакомиться с подробным описанием моделирования термостабилизации грунта под резервуаром с нефтью. |
Расчет растепления грунта вокруг скважин
| Расчетная область: | Количество ячеек: | Прогноз на: |
|
40×60×200 метров |
4 млн. |
2 года |
 |
|
|||
| Ознакомиться с прогнозом оттаивания многолетнемерзлых грунтов вокруг добывающих скважин. |
Искусственное замораживание грунта в туннеле
| Расчетная область: | Количество ячеек: | Прогноз на: |
|
62×20×18.5 метров |
3,9 млн. |
2 года |
 |
|
|||
| Ознакомиться с подробным описанием моделирования искусственного замораживания грунта при строительстве тоннеля. |
Участок магистрального нефтепровода «Восточная Сибирь – Тихий Океан»
Результат расчета по нефтепроводу ВСТО
| Расчетная область: | Количество ячеек: | Прогноз на: |
|
25×25×15 метров |
4,8 млн. |
20 лет |
 |
|
|||
| Ознакомиться с подробным описанием теплотехнического расчета трубопровода в условиях вечной мерзлоты. |
Оценка теплового влияния стальной стенки сваи телевизионной мачты в районе Газ — Сале
Особенностью данного расчета является учет стальной стенки сваи толщиной 8 мм. В результате наличия элементов с небольшими геометрическими размерами ~ 1 мм и большой температуропроводностью (на порядок большей, чем у грунта), время расчета резко увеличивается.
Результаты расчета теплового влияния стальной стенки сваи телевизионной мачты
| Расчетная область: | Количество ячеек: | Прогноз на: |
|
2×2×12 метров |
0,3 млн. |
2 года |
 |
|
Оценка эффективности термостабилизации опор нефтепровода «Заполярье – НПС «Пурпе»
Особенностью данного расчета является наличие внутри каждой сваи диаметром 426 мм двух термостабилизаторов.
Результаты расчета термостабилизации свай нефтепровода «Заполярье – НПС «Пурпе»
| Расчетная область: | Количество ячеек: | Прогноз на: |
|
6×8×11 метров |
1,5 млн. |
2 года |
 |
|
Расчеты больших моделей. «Ледяная стена» вокруг АЭС «Фукусима»
Особенностями данного расчета являются: 1) большой размер зоны замораживания — периметр 1.3 километра; 2) высокая степень дискретизации – 18 миллионов ячеек; 3) большое количество замораживающих устройств – 1073 охлаждающие трубы.
Результат расчета «Ледяной стены» АЭС Фукусима
| Расчетная область: | Количество ячеек: | Прогноз на: |
|
450×210×30 метров |
17,8 млн. |
2 года |
 |
|
|||
| Ознакомиться с подробным описанием моделирования заморозки грунтов по периметру атомной электростанции «Фукусима». |
Общая информация по времени численных расчетов
в программе Frost 3D Universal
На скорость расчета существенное влияние оказывают:
1) Размеры моделируемой области. Большая расчетная область требует большего количества ячеек расчетной сетки, что приводит к увеличению времени расчета.
2) Размер ячеек в расчетной сетке. Например, для двух площадок 2х2х2 метра и 20х20х20 метров с одним и тем же количеством ячеек расчетное время будет разное. Для площадки 2х2х2 будет считаться дольше, т.к. размер ячейки здесь меньше.
3) Теплофизические свойства материалов. Наличие материалов с большой температуропроводностью резко увеличивает время расчета.
4) Граничные условия — скорость изменения температуры внешней среды и коэффициента теплообмена. Чем больше их скорость и амплитуда изменения во времени, тем дольше время расчета.
5) Наличие охлаждающих устройств и режим их работы. Чем больше охлаждающих устройств и большая их тепловая нагрузка, тем дольше время расчета.
На эффективность параллелизации вычислений (скорость расчета при использовании многоядерных вычислительных систем) влияют следующие факторы:
1) Чем больше материалов и различных граничных условий присутствует в расчетной области, тем меньше степень параллелизации вычислений (ускорение расчета при переходе с одноядерного CPU на многоядерные CPU или GPU).
2) Неравномерность расчетной сетки снижает степень параллелизации вычислений.
Вам также может быть интересно:
ПРИМЕРЫ ВЫПОЛНЕННЫХ РАСЧЕТОВ
