Lineare statische Analyse (Elastizität, parallel)¶
Um eine statische Analyse (Elastizität) mit 4-facher paralleler Ausführung durchzuführen, verwenden Sie die Daten in tutorial/02_elastic_hinge_parallel.
Analyseobjekt¶
| Element | Inhalt | Bemerkungen | Referenz |
|---|---|---|---|
| Analysetyp | Lineare statische Analyse | !SOLUTION,TYPE=STATIC | |
| Anzahl der Knoten | 84,056 | ||
| Anzahl der Elemente | 49,871 | ||
| Elementtyp | Quadratisches 10-Knoten-Tetraederelement | !ELEMENT,TYPE=342 | Elementbibliothek |
| Materialname | STEEL | !MATERIAL,NAME=STEEL | Materialdaten |
| Materialeigenschaft | ELASTIC | !ELASTIC | |
| Randbedingungen | Zwangsbedingung, konzentrierte Last | ||
| Matrixlösungsverfahren | CG/SSOR | !SOLVER,METHOD=CG,PRECOND=1 |
Abb. 4.2.1 Berechnungsgebiet jedes Knotens
Analyseinhalt¶
Entpacken Sie den FrontISTR-Quellcode, wechseln Sie in das Verzeichnis dieses Beispiels und prüfen Sie, ob die für die Analyse erforderlichen Dateien
| Dateiname | Typ | Rolle |
|---|---|---|
| hecmw_ctrl.dat | Globale Steuerungsdaten | |
| hinge.cnt | Analysesteuerungsdaten | |
| hinge.msh | Netzdaten | |
| hecmw_part_ctrl.dat | Steuerungsdaten für die Gebietszerlegung | Steuerungsdaten, die verwendet werden, wenn hecmw_part1 die Netzdaten in Gebiete zerlegt |
vorhanden sind.
Ausgabe:
Führen Sie eine Spannungsanalyse durch, indem Sie die Verschiebung der eingespannten Fläche beschränken und auf die belastete Fläche eine konzentrierte Last aufbringen.
Die globalen Steuerungsdaten, Analysesteuerungsdaten und Steuerungsdaten für die Gebietszerlegung sind nachfolgend dargestellt.
Globale Steuerungsdaten hecmw_ctrl.dat¶
#
# für den Partitionierer
#
!MESH, NAME=part_in,TYPE=HECMW-ENTIRE # Ursprüngliche Netzdaten, die von hecmw_part1 zerlegt werden
hinge.msh
!MESH, NAME=part_out,TYPE=HECMW-DIST # Dateiname nach der Zerlegung durch hecmw_part1
hinge_4
#
# für den Solver
#
!MESH, NAME=fstrMSH, TYPE=HECMW-DIST # Zerlegte Netzdaten angeben
hinge_4
!CONTROL, NAME=fstrCNT # Analysesteuerungsdaten angeben
hinge.cnt
!RESULT, NAME=fstrRES, IO=OUT # Ergebnisdaten angeben
hinge.res
!RESULT, NAME=vis_out, IO=OUT # Visualisierungsdaten angeben
hinge_vis
Analysesteuerungsdaten hinge.cnt¶
# Steuerdatei für FISTR
## Analysesteuerung
!VERSION # Version des Dateiformats angeben
3
!SOLUTION, TYPE=STATIC # Analysetyp angeben
!WRITE,RESULT # Ausgabe der Ergebnisdaten angeben
!WRITE,VISUAL # Ausgabe der Visualisierungsdaten angeben
## Solversteuerung
### Randbedingung
!BOUNDARY
BND0, 1, 3, 0.000000 # Eingespannte Fläche 1 angeben
!BOUNDARY
BND1, 1, 3, 0.000000 # Eingespannte Fläche 2 angeben
!CLOAD
CL0, 1, 0.01000 # Belastete Fläche angeben
### Material
!MATERIAL, NAME=STEEL # Materialeigenschaften angeben
!ELASTIC # Elastische Eigenschaften definieren
210000.0, 0.3
!DENSITY # Massendichte definieren
7.85e-6
### Solver-Einstellung
!SOLVER,METHOD=CG,PRECOND=1,ITERLOG=YES,TIMELOG=YES # Solver steuern
10000, 2
1.0e-08, 1.0, 0.0
## Nachbearbeitungssteuerung
!VISUAL,method=PSR # Visualisierungsmethode angeben
!surface_num=1 # Anzahl der Oberflächen in einem Oberflächen-Rendering
!surface 1 # Inhalt der Oberfläche angeben
!output_type=VTK # Typ der Visualisierungsdatei angeben
!END # Ende der Analysesteuerungsdaten
Steuerungsdaten für die Gebietszerlegung hecmw_part_ctrl.dat¶
Analyseverfahren¶
Um FrontISTR mit MPI auszuführen, zerlegen Sie zunächst die Netzdaten hinge.msh in 4 Gebiete.
Ausgabe:
Oct 07 11:04:52 Info: Reading mesh file...
Oct 07 11:04:52 Info: Starting domain decomposition...
Oct 07 11:04:52 TH(0/8) Info: Creating local mesh for domain #0 ...
Oct 07 11:04:52 TH(2/8) Info: Creating local mesh for domain #1 ...
Oct 07 11:04:52 TH(6/8) Info: Creating local mesh for domain #2 ...
Oct 07 11:04:52 TH(7/8) Info: Creating local mesh for domain #3 ...
Oct 07 11:04:52 Info: Domain decomposition done
Es werden neue Dateien mit den Namen hinge_4.x und part.inp erzeugt.
Ausgabe:
hecmw_ctrl.dat hecmw_part_ctrl.dat hinge.msh hinge_4.1 hinge_4.3
hecmw_part.log hinge.cnt hinge_4.0 hinge_4.2 part.inp
Führen Sie anschließend den FrontISTR-Ausführungsbefehl fistr1 mit MPI aus.
(Ausführung mit 4 MPI-Prozessen und 1 OpenMP-Thread)
##################################################################
# FrontISTR #
##################################################################
---
version: 5.1.0
git_hash: acab000c8c633b7b9d596424769e14363f720841
build:
date: 2020-10-05T07:39:55Z
MPI: enabled
OpenMP: enabled
option: "-p --with-tools --with-refiner --with-metis --with-mumps --with-lapack --with-ml --with-mkl "
HECMW_METIS_VER: 5
execute:
date: 2020-10-07T11:07:21+0900
processes: 4
threads: 1
cores: 4
host:
0: flow-p06
1: flow-p06
2: flow-p06
3: flow-p06
---
...
Step control not defined! Using default step=1
fstr_setup: OK
Start visualize PSF 1 at timestep 0
loading step= 1
sub_step= 1, current_time= 0.0000E+00, time_inc= 0.1000E+01
loading_factor= 0.0000000 1.0000000
### 3x3 BLOCK CG, SSOR, 2
1 2.183567E+00
2 2.423900E+00
3 2.939117E+00
...
2084 1.158654E-08
2085 1.032414E-08
2086 9.436273E-09
### Relative residual = 9.43589E-09
### summary of linear solver
2086 iterations 9.435886E-09
set-up time : 4.695220E-02
solver time : 7.103976E+01
solver/comm time : 1.929294E+01
solver/matvec : 1.544405E+01
solver/precond : 3.243278E+01
solver/1 iter : 3.405549E-02
work ratio (%) : 7.284205E+01
Start visualize PSF 1 at timestep 1
### FSTR_SOLVE_NLGEOM FINISHED!
====================================
TOTAL TIME (sec) : 72.42
pre (sec) : 0.29
solve (sec) : 72.13
====================================
FrontISTR Completed !!
Die Analyse ist abgeschlossen, wenn FrontISTR Completed !! angezeigt wird.
Analyseergebnisse¶
Nach Abschluss der Analyse werden mehrere neue Dateien erzeugt.
Ausgabe:
0.log FSTR.dbg.3 hinge.cnt hinge.res.2.1 hinge_vis_psf.0000
1.log FSTR.msg hinge.msh hinge.res.3.0 hinge_vis_psf.0000.pvtu
2.log FSTR.sta hinge.res.0.0 hinge.res.3.1 hinge_vis_psf.0001
3.log hecmw_ctrl.dat hinge.res.0.1 hinge_4.0 hinge_vis_psf.0001.pvtu
FSTR.dbg.0 hecmw_part.log hinge.res.1.0 hinge_4.1 part.inp
FSTR.dbg.1 hecmw_part_ctrl.dat hinge.res.1.1 hinge_4.2
FSTR.dbg.2 hecmw_vis.ini hinge.res.2.0 hinge_4.3
*.res.*-Dateien sind Ergebnisdaten und enthalten die Analyseergebnisse für jeden FrontISTR-MPI-Knoten. Sie können mit REVOCAP_PrePost und ähnlichen Werkzeugen angezeigt werden.
*_vis_*-Dateien sind Visualisierungsdaten und können mit universeller Visualisierungssoftware angezeigt werden. In diesem Beispiel werden sie im VTK-Format ausgegeben und mit ParaView oder ähnlicher Software dargestellt.
Abbildung 4.2.2 Analyseergebnisse der von-Mises-Spannung (Anzeige in VTK)
Analyseergebnisprotokoll 0.log¶
fstr_setup: OK
#### Result step= 0
##### Local Summary @Node :Max/IdMax/Min/IdMin####
//U1 0.0000E+00 1 0.0000E+00 1
//U2 0.0000E+00 1 0.0000E+00 1
//U3 0.0000E+00 1 0.0000E+00 1
//E11 0.0000E+00 1 0.0000E+00 1
//E22 0.0000E+00 1 0.0000E+00 1
//E33 0.0000E+00 1 0.0000E+00 1
//E12 0.0000E+00 1 0.0000E+00 1
//E23 0.0000E+00 1 0.0000E+00 1
//E31 0.0000E+00 1 0.0000E+00 1
//S11 0.0000E+00 1 0.0000E+00 1
//S22 0.0000E+00 1 0.0000E+00 1
//S33 0.0000E+00 1 0.0000E+00 1
//S12 0.0000E+00 1 0.0000E+00 1
//S23 0.0000E+00 1 0.0000E+00 1
//S31 0.0000E+00 1 0.0000E+00 1
//SMS 0.0000E+00 1 0.0000E+00 1
##### Local Summary @Element :Max/IdMax/Min/IdMin####
//E11 0.0000E+00 1 0.0000E+00 1
//E22 0.0000E+00 1 0.0000E+00 1
//E33 0.0000E+00 1 0.0000E+00 1
//E12 0.0000E+00 1 0.0000E+00 1
//E23 0.0000E+00 1 0.0000E+00 1
//E31 0.0000E+00 1 0.0000E+00 1
//S11 0.0000E+00 1 0.0000E+00 1
//S22 0.0000E+00 1 0.0000E+00 1
//S33 0.0000E+00 1 0.0000E+00 1
//S12 0.0000E+00 1 0.0000E+00 1
//S23 0.0000E+00 1 0.0000E+00 1
//S31 0.0000E+00 1 0.0000E+00 1
//SMS 0.0000E+00 1 0.0000E+00 1
##### Global Summary @Node :Max/IdMax/Min/IdMin####
//U1 0.0000E+00 14 0.0000E+00 14
//U2 0.0000E+00 14 0.0000E+00 14
//U3 0.0000E+00 14 0.0000E+00 14
//E11 0.0000E+00 14 0.0000E+00 14
//E22 0.0000E+00 14 0.0000E+00 14
//E33 0.0000E+00 14 0.0000E+00 14
//E12 0.0000E+00 14 0.0000E+00 14
//E23 0.0000E+00 14 0.0000E+00 14
//E31 0.0000E+00 14 0.0000E+00 14
//S11 0.0000E+00 14 0.0000E+00 14
//S22 0.0000E+00 14 0.0000E+00 14
//S33 0.0000E+00 14 0.0000E+00 14
//S12 0.0000E+00 14 0.0000E+00 14
//S23 0.0000E+00 14 0.0000E+00 14
//S31 0.0000E+00 14 0.0000E+00 14
//SMS 0.0000E+00 14 0.0000E+00 14
##### Global Summary @Element :Max/IdMax/Min/IdMin####
//E11 0.0000E+00 14 0.0000E+00 14
//E22 0.0000E+00 14 0.0000E+00 14
//E33 0.0000E+00 14 0.0000E+00 14
//E12 0.0000E+00 14 0.0000E+00 14
//E23 0.0000E+00 14 0.0000E+00 14
//E31 0.0000E+00 14 0.0000E+00 14
//S11 0.0000E+00 14 0.0000E+00 14
//S22 0.0000E+00 14 0.0000E+00 14
//S33 0.0000E+00 14 0.0000E+00 14
//S12 0.0000E+00 14 0.0000E+00 14
//S23 0.0000E+00 14 0.0000E+00 14
//S31 0.0000E+00 14 0.0000E+00 14
//SMS 0.0000E+00 14 0.0000E+00 14
#### Result step= 1
##### Local Summary @Node :Max/IdMax/Min/IdMin####
//U1 7.4906E-03 50978 -6.9368E-04 51989
//U2 6.1150E-05 2426 -1.2781E-04 40202
//U3 1.8720E-04 2712 -5.5024E-03 67858
//E11 1.3024E-03 28591 -1.2844E-03 28580
//E22 2.1102E-04 24593 -2.0594E-04 205
//E33 6.8634E-04 51036 -5.9603E-04 67794
//E12 5.2186E-04 209 -5.4559E-04 28641
//E23 2.5417E-04 28521 -3.2956E-04 187
//E31 7.2396E-04 36168 -9.5847E-04 28591
//S11 3.6844E+02 28591 -3.6387E+02 28580
//S22 1.5841E+02 28591 -1.5743E+02 28580
//S33 1.5959E+02 51036 -1.5643E+02 28580
//S12 4.2150E+01 209 -4.4067E+01 28641
//S23 2.0529E+01 28521 -2.6618E+01 187
//S31 5.8474E+01 36168 -7.7415E+01 28591
//SMS 2.5134E+02 28591 3.5157E-02 12726
##### Local Summary @Element :Max/IdMax/Min/IdMin####
//E11 1.0115E-03 9959 -9.7870E-04 9942
//E22 1.5457E-04 13694 -1.4639E-04 7189
//E33 5.9415E-04 44563 -5.0497E-04 47965
//E12 3.5513E-04 9579 -3.9083E-04 9600
//E23 2.0608E-04 9563 -2.3480E-04 9589
//E31 5.7633E-04 43142 -4.8019E-04 9571
//S11 2.6038E+02 9573 -2.5605E+02 9571
//S22 1.0144E+02 9573 -1.0100E+02 9571
//S33 1.3921E+02 44569 -1.1431E+02 47974
//S12 2.8683E+01 9579 -3.1567E+01 9600
//S23 1.6645E+01 9563 -1.8964E+01 9589
//S31 4.6550E+01 43142 -3.8785E+01 9571
//SMS 2.0350E+02 9959 3.4602E-02 28
##### Global Summary @Node :Max/IdMax/Min/IdMin####
//U1 3.9115E-02 82452 -7.1083E-04 65233
//U2 7.4504E-05 354 -5.8813E-04 696
//U3 5.9493E-04 84 -5.8751E-03 61080
//E11 1.3777E-03 130 -1.3653E-03 77625
//E22 4.9199E-04 61 -5.4370E-04 102
//E33 6.8634E-04 51036 -6.1176E-04 30070
//E12 7.1556E-04 27808 -6.8093E-04 27863
//E23 5.3666E-04 56 -5.4347E-04 82
//E31 7.2396E-04 36168 -9.6621E-04 130
//S11 3.8626E+02 130 -3.6387E+02 28580
//S22 1.6628E+02 130 -1.5743E+02 28580
//S33 1.6502E+02 30033 -1.5643E+02 28580
//S12 5.7795E+01 27808 -5.4998E+01 27863
//S23 4.3345E+01 56 -4.3896E+01 82
//S31 5.8474E+01 36168 -7.8040E+01 130
//SMS 2.8195E+02 77625 1.2755E-02 75112
##### Global Summary @Element :Max/IdMax/Min/IdMin####
//E11 1.0731E-03 10485 -1.2123E-03 41779
//E22 3.9143E-04 33536 -4.1389E-04 22892
//E33 5.9415E-04 44563 -5.0497E-04 47965
//E12 5.3264E-04 9163 -5.0405E-04 9161
//E23 3.9226E-04 33024 -4.1464E-04 23465
//E31 5.7633E-04 43142 -4.8019E-04 9571
//S11 2.7231E+02 9180 -2.9763E+02 41779
//S22 1.0792E+02 9180 -1.0656E+02 41779
//S33 1.3921E+02 44569 -1.1431E+02 47974
//S12 4.3021E+01 9163 -4.0712E+01 9161
//S23 3.1683E+01 33024 -3.3490E+01 23465
//S31 4.6550E+01 43142 -3.8785E+01 9571
//SMS 2.4057E+02 41779 3.1383E-02 38687