Sortie et redémarrage¶

Les résultats d'analyse existent tels quels en mémoire ; ils doivent donc être écrits dans des fichiers appropriés pour le post-traitement, la visualisation, la récupération et le redémarrage. Comme le format de fichier, les éléments de sortie et la fréquence de sortie diffèrent selon l'usage, FrontISTR propose plusieurs voies de sortie adaptées à différents objectifs.

Les sorties de FrontISTR se répartissent en trois systèmes : les fichiers de résultats qui enregistrent les valeurs d'analyse (!WRITE,RESULT), les fichiers de visualisation destinés à la visualisation (!WRITE,VISUAL) et les fichiers de redémarrage qui enregistrent l'état de l'analyse (!RESTART). Les grandeurs physiques incluses dans les fichiers de résultats et les fichiers de visualisation sont sélectionnées respectivement avec !OUTPUT_RES et !OUTPUT_VIS.

Vue d'ensemble des fonctions¶

Les paramètres de sortie sont plus faciles à organiser en considérant séparément les trois axes suivants.

Axe	Entrée principale	Rôle
Destination de sortie	`!WRITE,RESULT`, `!WRITE,VISUAL`, `!RESTART`	Détermine le type de fichier dans lequel les résultats sont enregistrés en fonction de l'usage prévu.
Variables de sortie	`!OUTPUT_RES`, `!OUTPUT_VIS`	Détermine les grandeurs physiques incluses dans les fichiers de résultats ou les fichiers de visualisation.
Fréquence de sortie	`FREQUENCY`	Détermine le nombre d'étapes écoulées entre deux écritures dans un fichier.

!WRITE,RESULT active les fichiers de résultats, et !OUTPUT_RES spécifie les variables de sortie. !WRITE,VISUAL active les fichiers de visualisation, et !OUTPUT_VIS spécifie les variables transmises à la visualisation. Dans les deux cas, l'intervalle de sortie peut être contrôlé par FREQUENCY. !WRITE est une carte unique, et RESULT / VISUAL / FEMAP peuvent coexister comme paramètres de sélection des destinations de sortie.

Les lignes de données de !OUTPUT_RES et !OUTPUT_VIS répertorient les noms des variables de sortie et ON / OFF. La spécification de GROUP permet de restreindre la cible de sortie par groupe. Pour la syntaxe d'entrée précise et les lignes de données disponibles, voir la référence des mots-clés.

!RESTART enregistre l'état même de l'analyse, séparément des fichiers de résultats et des fichiers de visualisation. Les fichiers de redémarrage servent à reprendre une analyse depuis le même état après une interruption.

Choix des sorties¶

Choisissez d'abord la sortie en fonction de ce que vous souhaitez vérifier. Utilisez un fichier de résultats lorsque les valeurs numériques doivent servir au post-traitement ou à une autre analyse, et un fichier de visualisation lorsque des formes ou des distributions doivent être examinées avec un outil de visualisation. Si l'analyse doit pouvoir être reprise en cours d'exécution, activez un fichier de redémarrage séparément de la sortie normale des résultats.

Objectif	Sortie à sélectionner	Spécification principale
Enregistrer les valeurs d'analyse pour le post-traitement, la comparaison ou une autre analyse	Fichier de résultats	`!WRITE,RESULT` et `!OUTPUT_RES`
Vérifier les distributions et les formes déformées dans ParaView ou des outils similaires	Fichier de visualisation	`!WRITE,VISUAL`, `!OUTPUT_VIS`, `!VISUAL`
Reprendre en cours d'exécution une analyse de longue durée	Fichier de redémarrage	`!RESTART`
Réduire la taille des sorties	Ne sortir que les variables nécessaires	`ON` / `OFF` et `FREQUENCY` dans `!OUTPUT_RES` / `!OUTPUT_VIS`

Dans les analyses à grande échelle, l'enregistrement de chaque étape avec les paramètres de sortie par défaut peut fortement augmenter la taille des fichiers de résultats et de visualisation. Réglez sur ON uniquement les grandeurs physiques nécessaires et sur OFF celles qui ne sont pas requises pour la vérification. Si un historique temporel fin n'est pas nécessaire, augmentez FREQUENCY afin d'espacer davantage les sorties.

Un ordre utile pour déterminer les variables de sortie est : « grandeur physique à examiner », « destination de sortie », puis « fréquence ». Par exemple, pour examiner une distribution de contraintes dans ParaView, activez les fichiers de visualisation et sélectionnez NSTRESS ou NMISES avec !OUTPUT_VIS. Pour post-traiter numériquement une force de contact, activez les fichiers de résultats et sélectionnez CONTACT_NFORCE ou une variable similaire avec !OUTPUT_RES.

Grandeurs physiques disponibles¶

Les variables de sortie se répartissent entre résultats d'analyse structurelle, d'analyse dynamique, d'analyse thermique, d'analyse de contact, résultats propres à certains éléments et métadonnées d'identification. Le tableau ci-dessous résume les principaux noms de variables, leurs types et les types d'analyse dans lesquels ils sont utilisés. Pour la liste complète des noms de variables et la syntaxe des lignes de données, voir !OUTPUT_RES et !OUTPUT_VIS.

Catégorie	Nom de variable	Type	Type d'analyse principal	Description
Grandeurs structurelles de base	`DISP`, `ROT`, `REACTION`	Vecteur	Analyse statique, analyse dynamique	Déplacement, rotation et force de réaction nodale. `ROT` est valide pour les éléments possédant des degrés de liberté de rotation.
Contrainte	`NSTRESS`, `ESTRESS`, `ISTRESS`	Tenseur symétrique	Analyse structurelle	Contrainte moyennée aux nœuds, contrainte d'élément et contrainte aux points d'intégration.
Contrainte de von Mises / contrainte principale	`NMISES`, `EMISES`, `PRINC_NSTRESS`, `PRINC_ESTRESS`, `PRINCV_NSTRESS`, `PRINCV_ESTRESS`	Scalaire, vecteur	Analyse structurelle	Contrainte de von Mises, valeurs des contraintes principales et directions des contraintes principales.
Déformation	`NSTRAIN`, `ESTRAIN`, `ISTRAIN`	Tenseur symétrique	Analyse structurelle	Déformation nodale, déformation d'élément et déformation aux points d'intégration.
Déformation plastique / thermique	`PL_ISTRAIN`, `PL_ESTRAIN`, `TH_NSTRAIN`, `TH_ESTRAIN`, `TH_ISTRAIN`	Scalaire, tenseur symétrique	Analyse structurelle non linéaire, analyse des contraintes thermiques	Déformation plastique équivalente et déformation thermique.
Déformation principale	`PRINC_NSTRAIN`, `PRINC_ESTRAIN`, `PRINCV_NSTRAIN`, `PRINCV_ESTRAIN`	Scalaire, vecteur	Analyse structurelle	Valeurs des déformations principales et directions des déformations principales.
Analyse dynamique	`VEL`, `ACC`	Vecteur	Analyse dynamique	Vitesse nodale et accélération nodale.
Analyse thermique	`TEMP`	Scalaire	Analyse de conduction thermique	Température nodale. Dans les fichiers de résultats et de visualisation de l'analyse thermique, elle est sortie comme champ de température.
Contact	`CONTACT_NFORCE`, `CONTACT_FRICTION`, `CONTACT_RELVEL`, `CONTACT_STATE`, `CONTACT_NTRACTION`, `CONTACT_FTRACTION`	Vecteur, scalaire	Analyse de contact	Force normale de contact, force de frottement, vitesse relative de glissement, état de contact et force de contact par unité de surface.
Élément poutre	`BEAM_NQM`	Valeur à 12 composantes	Analyse structurelle comprenant des éléments poutre	Efforts de section des éléments poutre.
Identification / état	`NODE_ID`, `ELEM_ID`, `SECTION_ID`, `MATERIAL_ID`, `ELEMACT`, `YIELD_RATIO`	Scalaire	Analyse structurelle, visualisation	Informations d'identification des nœuds, éléments, sections et matériaux ; état d'activation des éléments ; et taux de plastification. `ELEMACT` vaut 1 pour les éléments actifs et 0 pour les éléments inactifs (désactivés).
Informations auxiliaires de coque	`SHELL_LAYER`, `SHELL_SURFACE`	Scalaire	Analyse structurelle comprenant des éléments de coque	Informations auxiliaires identifiant la couche de coque et les surfaces de coque dans les sorties.

Par défaut, DISP, ROT, NSTRESS et NMISES sont réglés sur ON. Toutefois, la production effective de valeurs significatives dépend du type d'analyse, du type d'élément, du modèle de matériau et des paramètres de contact. Par exemple, VEL et ACC sont utilisés en analyse dynamique, tandis que CONTACT_* est utilisé lorsque des informations de contact sont générées dans une analyse de contact.

Sortie par couche de coque¶

Les éléments de coque possèdent plusieurs points d'intégration ou plusieurs couches dans l'épaisseur ; les valeurs de contrainte et de déformation peuvent donc différer selon la couche ou la surface, même au sein d'un même élément. Avec uniquement les valeurs ordinaires moyennées aux nœuds ou les valeurs d'élément, il est difficile de distinguer à quelle couche ou surface appartient une valeur.

Lorsque SHELL_LAYER est réglé sur ON, les résultats des côtés + et - de chaque couche d'une coque stratifiée sont sortis séparément. Les composantes de contrainte et de déformation produites comportent des identifiants du numéro de couche et du côté de surface, ce qui permet d'évaluer les distributions de contraintes dans l'épaisseur et l'endommagement par couche.

SHELL_SURFACE fournit des informations auxiliaires pour identifier les surfaces de coque, notamment les faces supérieure et inférieure. Lors de la visualisation des résultats par couche de coque, activez SHELL_LAYER ainsi que les variables de contrainte/déformation nécessaires, puis sélectionnez dans l'outil de visualisation la composante de résultat correspondant à la couche ou à la surface visée.

Comme la sortie par couche de coque augmente le nombre de composantes produites, la taille des fichiers augmente pour les modèles comportant de nombreuses couches. Il est préférable de limiter les sorties aux variables de contrainte et de déformation nécessaires.

Destinations de sortie¶

Les fichiers de résultats et les fichiers de visualisation diffèrent par leur objectif et leur format de stockage. Les deux peuvent être produits au cours de la même analyse, ou un seul des deux peut être produit.

Fichiers de résultats¶

Les fichiers de résultats sont activés avec !WRITE,RESULT. Les résultats d'analyse sont enregistrés sous forme de données de résultats FrontISTR / HEC-MW et utilisés pour le post-traitement numérique ou comme entrée d'une autre analyse. Les variables de sortie sont sélectionnées avec !OUTPUT_RES.

!WRITE,RESULT est également implémenté comme paramètre RESULT de la carte !WRITE et constitue une option de destination de sortie au même titre que les sorties de visualisation et FEMAP.

Les fichiers de résultats peuvent stocker le déplacement, les contraintes, les déformations, les forces de réaction, les informations de contact et d'autres grandeurs pour l'analyse structurelle, ainsi que les champs de température pour l'analyse thermique. L'intervalle de sortie en nombre d'étapes est spécifié par FREQUENCY. Pour les noms de fichiers précis, leur emplacement et la manière de les vérifier après l'exécution, voir le guide d'exécution.

Les fichiers de résultats (extension .res) sont des données texte présentant la structure suivante. La version du format et le commentaire apparaissent d'abord, suivis des variables globales, puis des variables de sortie pour chaque nœud et chaque élément.

*fstrresult 2.0
*comment
<ligne de commentaire>
*global
<nombre de variables globales>
<degrés de liberté des variables globales>
<noms des variables globales>
<valeurs des variables globales>
...
*data
<nombre de nœuds> <nombre d'éléments>
<nombre de données nodales> <nombre de données d'élément>
<degrés de liberté des données nodales> ...
<noms des données nodales>
...
<valeurs des données nodales>
...
<degrés de liberté des données d'élément> ...
<noms des données d'élément>
...
<valeurs des données d'élément>
...

Fichiers journaux¶

Les fichiers journaux (extension .log) sont des fichiers récapitulatifs toujours produits après l'analyse. En plus des grandeurs physiques pour chaque nœud et élément, les valeurs maximales/minimales des composantes de déplacement, de déformation et de contrainte sont produites. En analyse modale, les valeurs propres et les valeurs des vecteurs propres sont produites. Le paramètre LOG de !WRITE contrôle le contenu de la sortie. Pour les noms de fichiers et leur emplacement, voir le guide d'exécution.

Fichiers de visualisation¶

Les fichiers de visualisation sont activés avec !WRITE,VISUAL. Ils convertissent le maillage et les données de résultats dans un format destiné aux outils de visualisation avant de les écrire. Les variables de sortie sont sélectionnées avec !OUTPUT_VIS, tandis que le format et les conditions de visualisation sont spécifiés avec !VISUAL.

!WRITE,VISUAL n'est pas un mot-clé indépendant ; il est implémenté comme paramètre VISUAL de la carte !WRITE, en commutant la destination de sortie au même niveau que !WRITE,RESULT / !WRITE,FEMAP (fstr_ctrl_get_WRITE dans fistr1/src/common/fstr_ctrl_common.f90).

Pour activer la visualisation, il faut au minimum spécifier la surface de visualisation et le format de sortie sur la carte !VISUAL. Le jeu de données minimal est le suivant.

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

Les spécifications surface_num et !surface ne peuvent pas être omises. Voir !VISUAL pour la syntaxe détaillée et les options disponibles.

Les principaux formats de visualisation sont les suivants.

Format	Utilisation
VTK	Utilisé pour la visualisation dans ParaView et des outils similaires.
AVS (UCD)	Utilisé pour la visualisation et l'échange de données au format AVS / UCD.
BMP	Produit les résultats de visualisation sous forme d'images.
NEU	Utilisé pour l'échange de données au format neutre FEMAP.

Les fichiers de visualisation sont plus faciles à manipuler directement par les outils de visualisation que les fichiers de résultats, mais leur taille augmente selon le format sélectionné et le nombre de variables. Pour les modèles à grande échelle, activez avec !OUTPUT_VIS uniquement les variables nécessaires à l'affichage.

Redémarrage¶

Le redémarrage est une fonction permettant d'enregistrer l'état interne au point où une analyse est interrompue et de reprendre le calcul depuis ce même état lors de l'exécution suivante. Les fichiers de résultats ordinaires sont produits pour le post-traitement, tandis que les fichiers de redémarrage conservent l'état nécessaire à la poursuite du calcul par le solveur.

Lorsque n dans !RESTART, FREQUENCY=n est positif, un fichier de redémarrage est écrit selon l'intervalle d'étapes spécifié. Lorsque n est négatif, un fichier de redémarrage existant est lu au démarrage de l'exécution, puis les fichiers de redémarrage sont écrits avec la valeur absolue |n| comme intervalle de sortie.

Pour le redémarrage d'une analyse structurelle, sont notamment enregistrés l'étape courante, la sous-étape, le nombre cumulé d'étapes, le temps, l'incrément de temps, l'historique de chargement, le déplacement, la force externe, les contraintes et déformations à chaque point de Gauss, les variables d'état internes du matériau et l'état de contact. L'analyse dynamique enregistre en outre l'état dynamique nécessaire à la reprise de l'intégration temporelle, notamment la vitesse et l'accélération, l'énergie de déformation, le temps courant et l'incrément de temps. L'analyse thermique enregistre le numéro d'étape, le temps et le champ de température, puis restaure le champ de température comme état initial lors de la lecture.

Moment d'écriture et comportement à la reprise pour le redémarrage d'une analyse statique¶

Pour le redémarrage en analyse statique (fstr_solve_NLGEOM), il existe deux voies d'écriture, dont le comportement à la reprise diffère.

Écriture pendant une sous-étape : un fichier est écrit dans la boucle de sous-étapes lorsque step_count devient un multiple de FREQUENCY. Les informations temporelles enregistrées correspondent au « temps de début de l'étape courante » et sont accompagnées de la liste de charges de l'étape précédente.
Écriture à la fin d'une étape : un fichier est toujours écrit immédiatement après l'achèvement de la boucle de sous-étapes de chaque étape de chargement, que cette étape soit ou non un multiple de FREQUENCY. Les informations temporelles enregistrées correspondent au « temps de fin d'étape » et sont accompagnées de la liste de charges de cette étape.

Lors de la lecture, FrontISTR détermine si l'étape est terminée en vérifiant si le « temps courant » et le « temps de référence » enregistrés coïncident (fstr_read_restart dans fstr_Restart.f90).

État au moment de l'écriture	Comportement à la reprise
Pendant une sous-étape	Reprend à la sous-étape suivante de la même étape. La position de sous-étape au moment de l'écriture est reprise et le reste de la boucle de sous-étapes est exécuté.
Fin d'étape	Commence à la première sous-étape de l'étape suivante. `cstep` est incrémenté de 1, `substep=1` est réinitialisé, puis l'analyse se poursuit.

Ainsi, même avec le même réglage de FREQUENCY, le numéro d'étape et la référence temporelle après la reprise diffèrent selon le moment de l'écriture (pendant une sous-étape / à la fin d'une étape). En particulier, une écriture de fin d'étape est toujours effectuée à la fin de chaque étape, indépendamment du réglage de FREQUENCY.

Moment d'écriture et comportement à la reprise pour le redémarrage d'une analyse dynamique¶

Le redémarrage d'une analyse dynamique transitoire distingue également les écritures pendant une sous-étape de celles effectuées à la fin d'une étape. Pendant une sous-étape, un fichier est écrit lorsque le nombre cumulé de sous-étapes step_count devient un multiple de FREQUENCY ; à la fin d'une étape, un fichier est écrit à la fin de cette étape indépendamment de FREQUENCY.

Lors de la lecture, la position de reprise est restaurée à partir du numéro d'étape, du numéro de sous-étape et du nombre cumulé de sous-étapes enregistrés. Le format actuel (restart_version >= 5) utilise un en-tête commun avec l'analyse statique et enregistre le temps courant, l'incrément de temps, les statistiques des itérations de Newton et l'état de l'incrémentation automatique. Cela permet à une analyse dynamique utilisant plusieurs cartes !STEP ainsi que l'incrémentation automatique/cutback de conserver la référence temporelle et l'incrément de temps après redémarrage. Les anciens fichiers de redémarrage d'analyse dynamique conservent une compatibilité partielle en lecture, mais les nouvelles analyses doivent utiliser le format actuel.

Écriture des cartes `!STEP` pour un redémarrage¶

Lors d'une reprise depuis un redémarrage, FrontISTR lit les cartes !STEP du fichier cnt comme la « séquence d'étapes à exécuter après la reprise » et les traite toujours dans l'ordre à partir de la première (tot_step=1). Le numéro d'étape contenu dans les informations de redémarrage chargées sert à aligner le numéro cumulé d'étape affiché à l'écran et n'affecte pas l'indice !STEP du fichier cnt lui-même. En outre, dans le format actuel, le temps de référence est ajouté collectivement au starttime de chaque !STEP du fichier cnt lors de la lecture du redémarrage, de façon à aligner la chronologie sur le temps de redémarrage pris comme origine.

Préparez donc le fichier cnt de redémarrage selon la politique suivante.

Mode d'interruption de l'exécution	Plage de cartes `!STEP` à conserver dans cnt
Écriture pendant une sous-étape (étape inachevée)	Conservez d'abord l'étape interrompue. Faites-la suivre des étapes ultérieures non encore exécutées.
Écriture à la fin d'une étape (étape terminée)	Supprimez les étapes terminées et placez en premier la prochaine étape à exécuter.

Dans les deux cas, la règle de base consiste à supprimer du fichier cnt les étapes déjà terminées. Comme le temps de redémarrage est automatiquement ajouté à starttime, le fichier cnt peut utiliser une origine nulle (ou des temps de début d'étape relatifs). Les références telles que les conditions aux limites et les charges ne doivent être conservées dans le fichier cnt que pour les cartes !STEP restantes. La même politique s'applique au redémarrage d'une analyse dynamique utilisant plusieurs cartes !STEP.

Un flux de travail de redémarrage typique est le suivant.

Lors de l'exécution initiale, spécifiez !RESTART, FREQUENCY=n et écrivez un fichier de redémarrage.
Lors de l'exécution qui reprend l'analyse, spécifiez !RESTART, FREQUENCY=-n.
FrontISTR lit le fichier de redémarrage au démarrage puis, par la suite, écrit un nouvel état toutes les n étapes.

Pour la convention de nommage et l'emplacement des fichiers de redémarrage ainsi que leur spécification lors de l'exécution, voir le guide d'exécution. Une compatibilité partielle en lecture avec les fichiers d'anciens formats existe également, mais les nouvelles analyses doivent utiliser le format actuel.

Rubriques connexes¶

Exécution en série — principes de base de l'emplacement des fichiers et de la vérification des sorties pendant l'exécution d'une analyse.
!OUTPUT_RES, !OUTPUT_VIS — spécification des variables à écrire dans les fichiers de résultats et de visualisation.
!WRITE — activation des fichiers de résultats, des fichiers de visualisation et des sorties de journal, ainsi que spécification de la fréquence de sortie (paramètres RESULT / VISUAL / LOG / FEMAP).
!VISUAL — spécification des surfaces de visualisation et des formats de sortie (y compris un exemple de jeu de données minimal).
!RESTART — spécification de la lecture et de l'écriture des fichiers de redémarrage.
Types d'analyse — principaux éléments de résultat pour chaque type d'analyse.
Contact et intégration — signification des sorties de contact et traitement des états de contact.
Contrôle des étapes — relation avec les étapes de sortie et les instants temporels.