Blog
SOLIDWORKS Simulation’da Çözümleyiciyi Nasıl Seçerim?
Çözümleyici Nedir?
Sonlu elemanlar analizlerinde problemlerimiz arka planda bir dizi cebirsel denklem ile çözülür. Çözüm yöntemleri iki sınıfa ayrılır: Doğrudan ve yinelemeli.
Doğrudan yöntemler, tam karşılığı olan sayısal teknikler ile denklemleri çözer. Yinelemeli yöntemler ise, her iterasyonda bir çözümün kabul edildiği ve ilişkili hataların değerlendirildiği yakınsama tekniklerini kullanarak denklemleri çözer. Bu iterasyonlar hatalar kabul edilebilir düzeye gelene kadar devam eder. İşte bu makalemizde de bu çözümleyicilerin etkilerini inceleyeceğiz.
Çözümleyiciyi Nasıl Seçerim?
SOLIDWORKS Simulation etüt ağacındaki etüt ismine sağ tıklarız.
Açılan pencerede “Özellikler” sekmesine tıklayarak etüt özelliklerine erişebiliriz.
Seçenekler sekmesi altında bulunan “Çözümleyici” bölümünde seçimimiz varsayılan olarak otomatik gelmektedir. Seçimi manüel olarak değiştiriyoruz. Aşağıdaki açılan menüde çözümleyici seçeneklerini görüntüleyebilir, ayrıca “Daha fazla çözümleyici” seçeneğine tıklayarak ek seçenekleri de görebiliriz.
Bazı durumlarda, çözümleyiciler her analiz tipi için uygun olmayabilir. Ayrıca program içerisindeki bazı seçimlerimiz doğrultusunda otomatik olarak farklı bir çözümleyici seçimi program tarafından gerçekleştirilebilir. Program bizlere interaktif olarak çözümleyici seçimi hakkında bir mesaj yollayarak seçimi onaylamamız isteyebilir veya arka planda otomatik olarak uygun çözümleyiciyi seçebilir. Bu duruma örnek olarak;
Karışık eğrilik tabanlı mesh yapısına sahip frekans analizi içerisinde birleşmiş bağlantı tipini kullandığımızda çözümleyicimiz FFEPlus çözümleyicisinden, Intel Direct Sparse çözümleyicisine geçiş yapacaktır.
Doğrusal Dinamik Analiz içerisinde Taban Uyarımı tanımlarsak, FFEPlus çözümleyicisi, Intel Direct Sparse olarak değişecektir.
Harici yük veya yerçekimi uyguladığımız frekans analizlerinde de FFEPlus, Intel Direct Sparse olarak değişecektir.
Aşağıdaki tablo, test ve gözlemler sonucunda karşılaştırmalı bilgi vermektedir. Tablodaki sıralama, program arayüzdeki sıralamaya denk gelmeyebilir.
Gözlem ve testlere dayanarak çözümleyici seçimi yapmak her çalışma için tahmini kolay olmayan, tecrübe gerektiren bir durumdur. Seçim için birçok faktör rol almaktadır. Örneğin işlemci hızı ve kullanılabilen çekirdek, bellek miktarı, mesh ağının serbestlik derecesi, etüt tipi, mesh elemanlarının tipi, bağlantı ve etkileşim çeşitleri gibi birçok faktör bulunur.
Test sonuçları aşağıda mesh uygulaması gösterilen basketbol potası analizi için alınmıştır.
Tablo ve grafikler saat:dakika:saniye cinsinden statik analizin SOLIDWORKS Simulation 2022 kullanılarak ne kadar sürede çözüldüğünü göstermektedir. Çalışma içerisinde sadece katı mesh uygulaması, cıvata bağlantılar ve noktadan yüzeye etkileşimler kullanılmıştır. Farklı mesh iyileştirmeleri ile farklı çözümleyiciler kullanılarak çözümlenmiştir. Analiz 512GB belleğe ve iki adet Intel Xeon Gold 6244 işlemciye (3.6 GHz, turbo 4.4 GHz) sahip bir workstation ile yürütülmüştür.
Renk tonları, bir test doğrultusunda en hızlı çözümleme süresine sahip işlemi göstermektedir. Yeşil-Sarı-Kırmızı olarak ilerledikçe çözümleyici süresi artmaktadır. En hızlı çalışma 1. testte yapılan Intel Direct Sparse çözümleyicisini kullanmak olarak gözlemlenirken, en uzun süren yakınsama süresi Büyük Problem Doğrudan Seyrek kullanılarak yapılmış olan 6. test olarak görülmektedir. Yükselen serbestlik derecesi doğrultusunda çözüm süresi Doğrudan Seyrek ve Büyük Problem Doğrudan Seyrek çözümleyicileri ile oldukça artış göstermiştir. Otomatik çözümleyicinin FFEPlus çözümleyicisinin sonuçlarına oldukça yakın olduğunu görebiliriz. Bu durum, otomatik çözümleyici algoritmasının FFE Plus çözümleyicisini öncelik olarak seçtiğini göstermektedir.
Aşağıdaki grafik aslında bizlere yanlış çözümleyici seçiminin nasıl bir zaman kaybına sebep olacağını iyi bir şekilde göstermektedir. Her ne kadar çözümleyici seçimi için statik analizlerde FFEPlus iyi ve kolay yol olarak gözükse de doğrusal olmayan etütlerde, çözümleyici seçimini tanımlamak oldukça zordur. Bunun en temel sebebi çözümleyici seçimine göre, çözümleyici adımının oldukça değişkenlik göstermesinden kaynaklanır.
Kendi sisteminiz için en doğru çözümleyici bulmak için bu makale içerisindeki çalışmalar benzerinde çalışmalar yürütmek daha doğru olacaktır.
Çözümleyici Seçimi için İpuçları
- Varsayılan çözümleyiciyi Simülasyon > Seçenekler > Varsayılan Seçenekler bölümünden değiştirebiliriz.
- Basit modeller için FFEPlus çözümleyici kullanılabilir. 500,000 serbestlik derecesinden daha düşük olan çalışmalar için Intel Direct Sparse daha hızlı bir çözüm sağlayacaktır.
- 500,000 ile 1,000,000 serbestlik derecesine sahip orta ölçekli problemlerde Intel Direct Sparse çözümleyicisinin ihtiyaç duyduğu RAM miktarı, artan serbestlik derecesi ile birlikte oldukça artar.
- 1,000,000 ve üzeri serbestlik derecesinde Doğrudan seyrek çözümleyicisini kullanmaktan kaçınmak gerekir. Bunun yerine Intel Direct Sparse veya FFEPlus daha doğru bir tercih olacaktır. Eğer hala çözümlemeyi gerçekleştiremiyorsak, önemsiz bölümleri temizleyerek serbestlik derecesini düşürmek gerekir veya Büyük Montaj Doğrudan Seyrek kullanılabilir. Serbestlik derecesinin başarısını, draft mesh kullanarak test edebiliriz.
- Intel Direct Sparse veya Doğrudan Seyrek çözümleyicilerinde yetersiz RAM veya diğer limitler bulunduğunda Büyük Montaj Doğrudan Seyrek çözümleyicisine geçmeye zorlar ve uyarı verir.
- Bir veya daha çok etkileşim, temas, bağlantı ve birbirinden farklı katılığa sahip materyal içeren modellerde Intel Direct Sparse çözümleyicisi FFEPlus’a göre daha güçlü bir seçenektir.
- FFEPlus çözümleyicisi, tamamen sınırlandırılmamış modellerde frekans analizleri için en iyi seçenektir.
Hazırlayan: Uyg. Müh. Batuhan BULUT