Tulostus ja uudelleenkäynnistys¶

Analyysitulokset ovat sellaisinaan muistissa, joten ne on kirjoitettava tarkoituksenmukaisiin tiedostoihin jälkikäsittelyä, visualisointia, palautusta ja uudelleenkäynnistystä varten. Koska tiedostomuoto, tulostettavat kohteet ja tulostustaajuus riippuvat käyttötarkoituksesta, FrontISTR tarjoaa useita tulostusreittejä eri käyttötarkoituksiin.

FrontISTRin tulostus koostuu kolmesta järjestelmästä: analyysiarvot tallentavista tulostiedostoista (!WRITE,RESULT), visualisointiin käytettävistä visualisointitiedostoista (!WRITE,VISUAL) ja analyysin tilan tallentavista uudelleenkäynnistystiedostoista (!RESTART). Tulostiedostoihin ja visualisointitiedostoihin sisällytettävät fysikaaliset suureet valitaan vastaavasti komennoilla !OUTPUT_RES ja !OUTPUT_VIS.

Toimintojen yleiskuva¶

Tulostusasetukset on helpompi jäsentää tarkastelemalla seuraavia kolmea ulottuvuutta erikseen.

Ulottuvuus	Pääsyöte	Rooli
Tulostuskohde	`!WRITE,RESULT`, `!WRITE,VISUAL`, `!RESTART`	Määrittää tiedostotyypin, johon tulokset tallennetaan käyttötarkoituksensa mukaisesti.
Tulostusmuuttujat	`!OUTPUT_RES`, `!OUTPUT_VIS`	Määrittää tulostiedostoihin tai visualisointitiedostoihin sisällytettävät fysikaaliset suureet.
Tulostustaajuus	`FREQUENCY`	Määrittää, kuinka monta askelta tiedostoon tehtävien kirjoitusten välillä on.

!WRITE,RESULT ottaa tulostiedostot käyttöön ja !OUTPUT_RES määrittää tulostusmuuttujat. !WRITE,VISUAL ottaa visualisointitiedostot käyttöön ja !OUTPUT_VIS määrittää visualisointiin välitettävät muuttujat. Molemmissa tapauksissa tulostusväliä voidaan ohjata parametrilla FREQUENCY. !WRITE on yksi kortti, ja RESULT / VISUAL / FEMAP voivat esiintyä rinnakkain tulostuskohteita valitsevina parametreina.

!OUTPUT_RES- ja !OUTPUT_VIS-komentojen tietoriveillä luetellaan tulostusmuuttujien nimet sekä ON / OFF. Parametrilla GROUP tulostuskohde voidaan rajata ryhmittäin. Tarkka syöttösyntaksi ja käytettävissä olevat tietorivit esitetään avainsanaviitteessä.

!RESTART tallentaa itse analyysin tilan erillään tulostiedostoista ja visualisointitiedostoista. Uudelleenkäynnistystiedostojen avulla analyysi voidaan keskeytyksen jälkeen jatkaa samasta tilasta.

Tulostuksen valinta¶

Valitse tulostus ensisijaisesti tarkasteltavan käyttötarkoituksen mukaan. Käytä tulostiedostoa, kun numeerisia arvoja käytetään jälkikäsittelyyn tai toiseen analyysiin, ja visualisointitiedostoa, kun muotoja tai jakaumia tarkastellaan visualisointityökalulla. Jos analyysi on voitava jatkaa kesken suorituksen, ota uudelleenkäynnistystiedosto käyttöön erikseen normaalista tulostuksesta.

Tarkoitus	Valittava tulostus	Päämääritys
Analyysiarvojen tallennus jälkikäsittelyä, vertailua tai toista analyysiä varten	Tulostiedosto	`!WRITE,RESULT` ja `!OUTPUT_RES`
Jakaumien ja muodonmuutosmuotojen tarkastelu ParaView- tai vastaavilla työkaluilla	Visualisointitiedosto	`!WRITE,VISUAL`, `!OUTPUT_VIS`, `!VISUAL`
Pitkään kestävän analyysin jatkaminen kesken suorituksen	Uudelleenkäynnistystiedosto	`!RESTART`
Tulostuksen koon pienentäminen	Tulosta vain tarvittavat muuttujat	`ON` / `OFF` ja `FREQUENCY` komennoissa `!OUTPUT_RES` / `!OUTPUT_VIS`

Laajoissa analyyseissä jokaisen askeleen tallentaminen oletustulostusasetuksilla voi kasvattaa tulos- ja visualisointitiedostot suuriksi. Aseta vain tarvittavat fysikaaliset suureet arvoon ON ja tarkastelulle tarpeettomat suureet arvoon OFF. Jos hienojakoista aikahistoriaa ei tarvita, suurenna FREQUENCY-arvoa tulostusvälin harventamiseksi.

Tulostusmuuttujia valittaessa hyödyllinen järjestys on "tarkasteltava fysikaalinen suure", "tulostuskohde" ja "taajuus". Esimerkiksi jännitysjakauman tarkastelemiseksi ParaViewssa ota visualisointitiedostot käyttöön ja valitse NSTRESS tai NMISES komennolla !OUTPUT_VIS. Kontaktivoiman numeerista jälkikäsittelyä varten ota tulostiedostot käyttöön ja valitse CONTACT_NFORCE tai vastaava komennolla !OUTPUT_RES.

Käytettävissä olevat fysikaaliset suureet¶

Tulostusmuuttujat jaetaan rakenneanalyysin, dynaamisen analyysin, lämpöanalyysin ja kontaktianalyysin suureisiin, elementtikohtaisiin tuloksiin sekä tunnistaviin metatietoihin. Alla olevaan taulukkoon on koottu tärkeimmät muuttujanimet, tyypit ja analyysityypit, joissa niitä käytetään. Muuttujanimien täydellinen luettelo ja tietorivien syntaksi esitetään kohdissa !OUTPUT_RES ja !OUTPUT_VIS.

Luokka	Muuttujan nimi	Tyyppi	Pääasiallinen analyysityyppi	Kuvaus
Rakenteen perussuureet	`DISP`, `ROT`, `REACTION`	Vektori	Staattinen analyysi, dynaaminen analyysi	Siirtymä, kierto ja solmun tukireaktio. `ROT` on käytettävissä elementeille, joilla on kiertovapausasteita.
Jännitys	`NSTRESS`, `ESTRESS`, `ISTRESS`	Symmetrinen tensori	Rakenneanalyysi	Solmukeskiarvoistettu jännitys, elementtijännitys ja integraatiopisteen jännitys.
von Mises -jännitys / pääjännitys	`NMISES`, `EMISES`, `PRINC_NSTRESS`, `PRINC_ESTRESS`, `PRINCV_NSTRESS`, `PRINCV_ESTRESS`	Skalaari, vektori	Rakenneanalyysi	von Mises -jännitys, pääjännitysten arvot ja pääjännitysten suunnat.
Venymä	`NSTRAIN`, `ESTRAIN`, `ISTRAIN`	Symmetrinen tensori	Rakenneanalyysi	Solmuvenymä, elementtivenymä ja integraatiopisteen venymä.
Plastinen / lämpövenymä	`PL_ISTRAIN`, `PL_ESTRAIN`, `TH_NSTRAIN`, `TH_ESTRAIN`, `TH_ISTRAIN`	Skalaari, symmetrinen tensori	Epälineaarinen rakenneanalyysi, lämpöjännitysanalyysi	Ekvivalentti plastinen venymä ja lämpövenymä.
Päävenymä	`PRINC_NSTRAIN`, `PRINC_ESTRAIN`, `PRINCV_NSTRAIN`, `PRINCV_ESTRAIN`	Skalaari, vektori	Rakenneanalyysi	Päävenymien arvot ja päävenymien suunnat.
Dynaaminen analyysi	`VEL`, `ACC`	Vektori	Dynaaminen analyysi	Solmun nopeus ja solmun kiihtyvyys.
Lämpöanalyysi	`TEMP`	Skalaari	Lämmönjohtavuusanalyysi	Solmulämpötila. Lämpöanalyysin tulos- ja visualisointitiedostoissa se tulostetaan lämpötilakenttänä.
Kontakti	`CONTACT_NFORCE`, `CONTACT_FRICTION`, `CONTACT_RELVEL`, `CONTACT_STATE`, `CONTACT_NTRACTION`, `CONTACT_FTRACTION`	Vektori, skalaari	Kontaktianalyysi	Kontaktin normaalivoima, kitkavoima, suhteellinen liukunopeus, kontaktitila ja pinta-alayksikköä kohti vaikuttava kontaktivoima.
Palkkielementti	`BEAM_NQM`	12-komponenttinen arvo	Palkkielementtejä sisältävä rakenneanalyysi	Palkkielementtien leikkausvoimasuureet.
Tunnistus / tila	`NODE_ID`, `ELEM_ID`, `SECTION_ID`, `MATERIAL_ID`, `ELEMACT`, `YIELD_RATIO`	Skalaari	Rakenneanalyysi, visualisointi	Solmujen, elementtien, poikkileikkausten ja materiaalien tunnistetiedot; elementin aktivointitila; sekä myötösuhde. `ELEMACT` tulostaa aktiivisille elementeille arvon 1 ja epäaktiivisille (deaktivoiduille) elementeille arvon 0.
Kuoren aputiedot	`SHELL_LAYER`, `SHELL_SURFACE`	Skalaari	Kuorielementtejä sisältävä rakenneanalyysi	Kuorikerrosten tulostuksen ja kuoripintojen tunnistamiseen käytettävät aputiedot.

Oletusarvoisesti DISP, ROT, NSTRESS ja NMISES ovat ON. Merkityksellisten arvojen todellinen tulostuminen riippuu kuitenkin analyysityypistä, elementtityypistä, materiaalimallista ja kontaktiasetuksista. Esimerkiksi VEL ja ACC ovat käytössä dynaamisessa analyysissä ja CONTACT_* silloin, kun kontaktianalyysissä muodostetaan kontaktitietoja.

Kuorikerrosten tulostus¶

Kuorielementeillä on paksuussuunnassa useita integraatiopisteitä tai kerroksia, joten jännitys- ja venymäarvot voivat vaihdella kerroksen tai pinnan mukaan myös saman elementin sisällä. Pelkistä tavallisista solmukeskiarvoistetuista arvoista tai elementtiarvoista on vaikea päätellä, mihin kerrokseen tai pintaan arvo kuuluu.

Kun SHELL_LAYER asetetaan arvoon ON, laminoidun kuoren kunkin kerroksen + ja - puolien tulokset tulostetaan erikseen. Tulostettavat jännitys- ja venymäkomponentit sisältävät kerrosnumeron ja pinnan puolen tunnisteet, joten paksuussuuntainen jännitysjakauma ja vaurioituminen voidaan arvioida kerroksittain.

SHELL_SURFACE on aputieto, jolla tunnistetaan kuoren pinnat, kuten ylä- ja alapinta. Kun kuorikerrostuloksia visualisoidaan, ota käyttöön SHELL_LAYER sekä tarvittavat jännitys-/venymämuuttujat ja valitse visualisointityökalussa kohdekerrosta tai -pintaa vastaava tuloskomponentti.

Koska kuorikerrosten tulostus lisää tulostuskomponenttien määrää, monikerroksisten mallien tiedostokoko kasvaa. Tulostus on suositeltavaa rajata tarvittaviin jännitys- ja venymämuuttujiin.

Tulostuskohteet¶

Tulos- ja visualisointitiedostot eroavat käyttötarkoitukseltaan ja tallennusmuodoltaan. Samassa analyysissä voidaan tulostaa molemmat tai vain toinen niistä.

Tulostiedostot¶

Tulostiedostot otetaan käyttöön komennolla !WRITE,RESULT. Analyysitulokset tallennetaan FrontISTR / HEC-MW -tulosaineistona ja niitä käytetään numeeriseen jälkikäsittelyyn tai toisen analyysin syötteenä. Tulostusmuuttujat valitaan komennolla !OUTPUT_RES.

!WRITE,RESULT on toteutettu myös !WRITE-kortin RESULT-parametrina, ja se on tulostuskohdevaihtoehto visualisointi- ja FEMAP-tulostuksen rinnalla.

Tulostiedostoihin voidaan tallentaa rakenneanalyysin siirtymiä, jännityksiä, venymiä, tukireaktioita, kontaktitietoja ja muita suureita sekä lämpöanalyysin lämpötilakenttiä. Askelkohtainen tulostusväli määritetään parametrilla FREQUENCY. Tarkat tiedostonimet, sijainnit ja niiden tarkistaminen suorituksen jälkeen esitetään suoritusoppaassa.

Tulostiedostot (pääte .res) ovat tekstiaineistoa, jonka rakenne on seuraava. Ensin esitetään formaatin versio ja kommentti, sitten globaalit muuttujat ja lopuksi kunkin solmun ja elementin tulostusmuuttujat.

*fstrresult 2.0
*comment
<kommenttirivi>
*global
<globaalien muuttujien määrä>
<globaalien muuttujien vapausasteet>
<globaalien muuttujien nimet>
<globaalien muuttujien arvot>
...
*data
<solmujen määrä> <elementtien määrä>
<solmudatan kohtien määrä> <elementtidatan kohtien määrä>
<solmudatan vapausasteet> ...
<solmudatan nimet>
...
<solmudatan arvot>
...
<elementtidatan vapausasteet> ...
<elementtidatan nimet>
...
<elementtidatan arvot>
...

Lokitiedostot¶

Lokitiedostot (pääte .log) ovat yhteenvetotiedostoja, jotka tulostetaan aina analyysin jälkeen. Kunkin solmun ja elementin fysikaalisten suureiden lisäksi tulostetaan siirtymä-, venymä- ja jännityskomponenttien maksimi- ja minimiarvot. Moodianalyysissä tulostetaan ominaisarvot ja ominaisvektorien arvot. !WRITE-komennon LOG-parametri ohjaa tulostuksen sisältöä. Tiedostonimet ja sijainnit esitetään suoritusoppaassa.

Visualisointitiedostot¶

Visualisointitiedostot otetaan käyttöön komennolla !WRITE,VISUAL. Ne muuntavat verkon ja tulosaineiston visualisointityökaluille sopivaan muotoon ja tulostavat sen. Tulostusmuuttujat valitaan komennolla !OUTPUT_VIS, ja formaatti sekä visualisointiehdot määritetään komennolla !VISUAL.

!WRITE,VISUAL ei ole itsenäinen avainsana, vaan se on toteutettu !WRITE-kortin VISUAL-parametrina, joka vaihtaa tulostuskohdetta samalla tasolla kuin !WRITE,RESULT / !WRITE,FEMAP (fstr_ctrl_get_WRITE tiedostossa fistr1/src/common/fstr_ctrl_common.f90).

Visualisoinnin käyttöönottoa varten !VISUAL-kortilla on määritettävä vähintään visualisointipinta ja tulostusformaatti. Seuraava on vähimmäisaineisto.

!WRITE,VISUAL
!VISUAL,method=PSR
!surface_num=1
!surface 1
!output_type=VTK

Määrityksiä surface_num ja !surface ei voi jättää pois. Yksityiskohtainen syntaksi ja käytettävissä olevat vaihtoehdot esitetään kohdassa !VISUAL.

Tärkeimmät visualisointiformaatit ovat seuraavat.

Formaatti	Tarkoitus
VTK	Käytetään visualisointiin ParaViewssa ja vastaavissa työkaluissa.
AVS (UCD)	Käytetään visualisointiin ja tiedonsiirtoon AVS / UCD -muodossa.
BMP	Tulostaa visualisointitulokset kuvina.
NEU	Käytetään tiedonsiirtoon FEMAP neutral -muodossa.

Visualisointitiedostoja on visualisointityökalujen helpompi käsitellä suoraan kuin tulostiedostoja, mutta niiden koko kasvaa valitun formaatin ja muuttujien määrän mukaan. Laajoissa malleissa ota komennolla !OUTPUT_VIS käyttöön vain näyttöön tarvittavat muuttujat.

Uudelleenkäynnistys¶

Uudelleenkäynnistys on toiminto, jolla analyysin sisäinen tila tallennetaan keskeytyshetkellä ja laskentaa jatketaan samasta tilasta seuraavassa suorituksessa. Tavalliset tulostiedostot tuotetaan jälkikäsittelyä varten, kun taas uudelleenkäynnistystiedostot tallentavat tilan niin, että ratkaisija voi jatkaa laskentaa.

Kun !RESTART, FREQUENCY=n-määrityksen n on positiivinen, uudelleenkäynnistystiedosto kirjoitetaan määritetyin askelvälein. Kun n on negatiivinen, olemassa oleva uudelleenkäynnistystiedosto luetaan suorituksen alussa, minkä jälkeen uusia uudelleenkäynnistystiedostoja kirjoitetaan käyttäen itseisarvoa |n| tulostusvälinä.

Rakenneanalyysin uudelleenkäynnistyksessä tallennetaan nykyinen askel, aliaskeleen numero, kumulatiivinen askel, aika, aika-askel, kuormitushistoria, siirtymä, ulkoinen voima, kunkin Gaussin pisteen jännitys ja venymä, materiaalin sisäiset tilamuuttujat, kontaktitila ja muita tietoja. Dynaaminen analyysi tallentaa lisäksi aikaintegroinnin jatkamiseksi tarvittavan dynaamisen tilan, mukaan lukien nopeuden ja kiihtyvyyden, venymäenergian, nykyisen ajan ja aika-askeleen. Lämpöanalyysi tallentaa askelnumeron, ajan ja lämpötilakentän sekä palauttaa lämpötilakentän luettaessa alkutilaksi.

Staattisen analyysin uudelleenkäynnistyksen kirjoitusajankohta ja jatkamiskäyttäytyminen¶

Staattisen analyysin uudelleenkäynnistyksessä (fstr_solve_NLGEOM) on kaksi kirjoitusreittiä, joiden jatkamiskäyttäytyminen poikkeaa toisistaan.

Kirjoitus aliaskeleen aikana: Tiedosto kirjoitetaan aliaskeleiden silmukassa, kun step_count on FREQUENCY-arvon monikerta. Tallennettu aikatieto kirjoitetaan "nykyisen askeleen alkuaikana", ja mukana tallennetaan edellisen askeleen kuormaluettelo.
Kirjoitus askeleen lopussa: Tiedosto kirjoitetaan aina välittömästi kunkin kuormitusaskeleen aliaskeleiden silmukan päätyttyä riippumatta siitä, onko askel FREQUENCY-arvon monikerta. Tallennettu aikatieto kirjoitetaan "askeleen päättymisaikana", ja mukana tallennetaan kyseisen askeleen kuormaluettelo.

Luettaessa FrontISTR määrittää askeleen valmistumisen sen perusteella, ovatko tallennetut "nykyinen aika" ja "referenssiaika" samat (fstr_read_restart tiedostossa fstr_Restart.f90).

Tila kirjoitushetkellä	Käyttäytyminen jatkettaessa
Aliaskeleen aikana	Jatkaa saman askeleen seuraavasta aliaskeleesta. Kirjoitushetken aliasijainti periytyy ja jäljellä oleva aliaskeleiden silmukka suoritetaan.
Askeleen lopussa	Aloittaa seuraavan askeleen ensimmäisestä aliaskeleesta. `cstep` kasvatetaan yhdellä, `substep=1` palautetaan ja analyysi jatkuu.

Siksi samalla FREQUENCY-asetuksellakin jatkamisen jälkeinen askelnumero ja aikaviite riippuvat kirjoitusajankohdasta (aliaskeleen aikana / askeleen lopussa). Erityisesti askeleen lopun kirjoitus tehdään aina jokaisen askeleen lopussa FREQUENCY-asetuksesta riippumatta.

Dynaamisen analyysin uudelleenkäynnistyksen kirjoitusajankohta ja jatkamiskäyttäytyminen¶

Aikahistoriaan perustuvassa dynaamisen analyysin uudelleenkäynnistyksessä erotetaan samoin aliaskeleen aikana ja askeleen lopussa tehtävät kirjoitukset. Aliaskeleen aikana tiedosto kirjoitetaan, kun kumulatiivinen aliaskeleiden määrä step_count on FREQUENCY-arvon monikerta; askeleen lopussa tiedosto kirjoitetaan kyseisen askeleen lopussa FREQUENCY-arvosta riippumatta.

Luettaessa jatkamissijainti palautetaan tallennetun askelnumeron, aliaskeleen numeron ja kumulatiivisen aliaskeleiden määrän perusteella. Nykyinen formaatti (restart_version >= 5) käyttää staattisen analyysin kanssa yhteistä otsikkoa ja tallentaa nykyisen ajan, aika-askeleen, Newton-iteraation tilastot ja automaattisen inkrementoinnin tilan. Näin useita !STEP-kortteja sekä automaattista inkrementointia/cutbackia käyttävä dynaaminen analyysi voi siirtää aikaviitteen ja aika-askeleen uudelleenkäynnistyksen yli. Vanhemmissa dynaamisen analyysin uudelleenkäynnistystiedostoissa säilyy osittainen lukuyhteensopivuus, mutta uusissa analyyseissä on käytettävä nykyistä formaattia.

`!STEP`-korttien kirjoittaminen uudelleenkäynnistystä varten¶

Kun suoritusta jatketaan uudelleenkäynnistyksestä, FrontISTR lukee cnt-tiedoston !STEP-kortit "jatkamisen jälkeen suoritettavien askelten jonona" ja käsittelee ne aina järjestyksessä ensimmäisestä alkaen (tot_step=1). Ladatun uudelleenkäynnistystiedon askelnumeroa käytetään näytöllä näkyvän kumulatiivisen askelnumeron kohdistamiseen, eikä se vaikuta cnt-tiedoston !STEP-indeksiin. Lisäksi nykyisessä formaatissa cnt-tiedoston kunkin !STEP-kortin starttime-arvoon lisätään uudelleenkäynnistystä luettaessa yhteisesti referenssiaika, jolloin aikajana kohdistetaan uudelleenkäynnistysajan alkuperään.

Siksi cnt-tiedosto valmistellaan uudelleenkäynnistystä varten seuraavan käytännön mukaisesti.

Miten suoritus keskeytyi	cnt-tiedostossa säilytettävien `!STEP`-korttien alue
Kirjoitus aliaskeleen aikana (askel kesken)	Säilytä keskeytynyt askel ensimmäisenä. Lisää sen jälkeen suorittamattomat myöhemmät askeleet.
Kirjoitus askeleen lopussa (askel valmis)	Poista valmiit askeleet ja sijoita seuraavaksi suoritettava askel ensimmäiseksi.

Molemmissa tapauksissa perussääntö on poistaa cnt-tiedostosta jo valmistuneet askeleet. Koska uudelleenkäynnistysaika lisätään automaattisesti starttime-arvoon, cnt-tiedosto voi käyttää nolla-alkua (tai suhteellisia askelten aloitusaikoja). Viittaukset, kuten reunaehdot ja kuormat, tulee säilyttää cnt-tiedostossa vain jäljelle jääville !STEP-korteille. Sama käytäntö koskee dynaamisen analyysin uudelleenkäynnistystä, jossa käytetään useita !STEP-kortteja.

Tyypillinen uudelleenkäynnistyksen työnkulku on seuraava.

Määritä ensimmäisessä suorituksessa !RESTART, FREQUENCY=n ja kirjoita uudelleenkäynnistystiedosto.
Määritä analyysiä jatkavassa suorituksessa !RESTART, FREQUENCY=-n.
FrontISTR lukee uudelleenkäynnistystiedoston käynnistyksessä ja kirjoittaa sen jälkeen uuden tilan joka n:nnellä askeleella.

Uudelleenkäynnistystiedoston nimeäminen, sijoittaminen ja määritys suorituksen yhteydessä esitetään suoritusoppaassa. Vanhemman formaatin tiedostoille on myös osittainen lukuyhteensopivuus, mutta uusissa analyyseissä on käytettävä nykyistä formaattia.

Aiheeseen liittyvät luvut¶

Sarjasuoritus — Tiedostojen sijoittamisen ja tulostuksen tarkistamisen perusteet analyysin suorittamisen aikana.
!OUTPUT_RES, !OUTPUT_VIS — Tulos- ja visualisointitiedostoihin tulostettavien muuttujien määritys.
!WRITE — Tulos-, visualisointi- ja lokitulostuksen käyttöönotto sekä tulostustaajuuden määritys (RESULT / VISUAL / LOG / FEMAP-parametrit).
!VISUAL — Visualisointipintojen ja tulostusformaattien määritys (mukaan lukien vähimmäisaineiston esimerkki).
!RESTART — Uudelleenkäynnistystiedostojen luku- ja kirjoitusmääritykset.
Analyysityypit — Kunkin analyysityypin tärkeimmät tuloskohteet.
Kontakti ja upotus — Kontaktitulostuksen merkitys ja kontaktitilojen käsittely.
Askelohjaus — Yhteys tulostusaskeliin ja aikapisteisiin.