Skrefstýring¶

Byggingargreining í FrontISTR fer fram með því að skipta um jaðarskilyrði, álag, snertingu og virkni staka fyrir hvert skref. Á þessari síðu er útskýrt tímabil hvers skrefs, undirstig, samleitniviðmið og hvernig velja skal milli fastra tímaaukninga og sjálfvirkra tímaaukninga/cutback.

Hugtök um greiningartíma¶

Á þessari síðu eru eftirfarandi hugtök notuð til að greina á milli mismunandi tíma í greiningunni.

• Núverandi tími: Heildartími frá upphafi greiningar.
• Skreftími: Tími sem liðinn er frá upphafi núverandi skrefs.
• Tímabil: Greiningartíminn sem eitt skref nær yfir.
• Hlutfallstími: Skreftími deilt með tímabili. Hann er 0 við upphaf skrefs og 1 við lok þess.
• Tímaaukning: Aukning frá núverandi tíma að næsta tíma þar sem jafnvægi er leyst.

Yfirlit virkni¶

Skrefstýring er byggð upp út frá eftirfarandi sjónarmiðum.

Í stöðugreiningu er hægt að velja fastar aukningar eða sjálfvirkar aukningar/cutback. Í hreyfigreiningu er einnig hægt að skipta um skilyrði með mörgum !STEP, og mælt er með að bæði föst tímaaukning og tímabil skrefs séu tilgreind með !STEP. n_step og t_delta í !DYNAMIC eru meðhöndluð sem sjálfgefin gildi þegar !STEP er sleppt eða vegna afturvirks samhæfis. Sjálfvirkar aukningar/cutback má nota með ólínulegum óbeinum aðferðum. Tímastýring varmleiðnigreiningar er ekki meðhöndluð með !STEP, heldur með tímaskrefsstillingu !HEAT.

Skilyrði sem virkjuð eru í skrefi eru tilgreind með hópauðkenni. Þar sem hægt er að skipta um jaðarskilyrði, álag, snertingu og virkni staka fyrir hvert skref má lýsa stigskiptri álagningu, breytingum á snertiskilyrðum og greiningum með framkvæmdarröð í einni greiningarstýringarskrá. Um val á virkni/óvirkni staka, sjá Virkjun og óvirkjun staka.

Val á skrefstýringu¶

Veljið aukningaraðferð út frá ólínuleika greiningarinnar og kröfum um úttakstíma.

• Fyrir línulegar greiningar eða greiningar sem ljúka í einu skrefi er oft óþarfi að fínstilla aukningarstýringu.
• Fyrir ólínulegar stöðugreiningar þar sem álag og svörun breytast mjúklega nægja fastar aukningar oft. Ef samleitni er erfið skal minnka tímaaukninguna.
• Fyrir greiningar sem fela í sér upphaf eða losun snertingar, framvindu flotunar, miklar aflögunir eða snöggar breytingar á ólínuleika efnis skal fyrst íhuga sjálfvirkar aukningar/cutback. Hægt er að stækka aukningar þar sem samleitni er auðveld og minnka þær þar sem hún er erfið.
• Ef niðurstöður eiga að fást á tilteknum tímum meðan sjálfvirkar aukningar eru notaðar skal einnig nota lista yfir úttakstíma.

Samleitniviðmið eru stillt með hliðsjón af jafnvægi milli stöðugleika greiningar og reiknitíma. Strangari samleitniviðmið auka nákvæmni jafnvægis en fjölga ítrunum. Í greiningum með snertingu eða Lagrange-margföldurum hafa ekki aðeins venjuleg leifarviðmið heldur einnig fjöldi snertiítrana og viðmið Lagrange-margfaldara áhrif á framvindu útreikningsins.

Skrefstýring fyrir stöðugreiningu¶

Stöðugreining samanstendur af einu eða fleiri greiningarskrefum. Ítrun yfir skref kallast skreflykkja og ítrun þar sem einu skrefi er skipt í tímaaukningar og það leyst kallast undirstigslykkja. Í hverju undirstigi er jafnvægi reiknað með álagsstuðli, jaðarskilyrðum, snertistöðu og öðrum skilyrðum á tilgreindum tíma.

Með föstum aukningum er farið áfram innan skrefs með tilgreindri tímaaukningu. Ef samleitni tekst ekki lýkur greiningunni á þeim stað.

Með sjálfvirkum aukningum/cutback er grunngildi næstu tímaaukningar dtime_base uppfært út frá samleitni fyrra undirstigs. Ef samleitni tekst ekki er fyrri vistaða staðan endurheimt og sama tímabil reiknað aftur með minni tímaaukningu.

Flæði sjálfvirkra aukninga/cutback er eftirfarandi.

1. Við upphaf skrefs er upphaflega tímaaukningin notuð sem dtime_base.
2. Raunveruleg tímaaukning er ákvörðuð þannig að hún fari hvorki fram yfir lokatíma skrefs né næsta úttakstíma.
3. Jafnvægi er reiknað á tíma sem fæst með því að bæta tímaaukningunni við núverandi tíma.
4. Ef útreikningurinn nær samleitni er tímanum fleytt fram og næsta dtime_base stækkað eða minnkað eftir samleitninni.
5. Ef útreikningurinn nær ekki samleitni er staðan endurheimt, dtime_base minnkað með minnkunarhlutfalli cutback, og reiknað aftur.
6. Þegar núverandi tími nær lokatíma skrefs lýkur því skrefi.

Hvort aukning er stækkuð eða minnkuð er ákvarðað út frá ítrunarstöðu fyrra undirstigs. Þrjár helstu stærðirnar sem notaðar eru við matið eru eftirfarandi.

Ef ástand þar sem eitthvert af N_max, N_sum eða N_cont fer yfir minnkunarþröskuld sinn varir í tiltekinn fjölda skipta er tímaaukningin minnkuð. Ef öll þrjú haldast innan stækkunarþröskulda sinna í tiltekinn fjölda skipta er tímaaukningin hins vegar stækkuð. Við stækkun er hún stillt þannig að hún fari ekki yfir efri mörk tímaaukningar.

Með sjálfvirkum aukningum/cutback lýkur greiningunni sem misheppnaðri í eftirfarandi tilvikum.

• Hámarksfjölda undirstiga er náð áður en lokatíma skrefs er náð.
• Grunngildi tímaaukningar fer niður fyrir neðri mörk tímaaukningar.
• Hámarksfjölda samfelldra cutback er náð.

Eftirfarandi dæmi virkjar sjálfvirkar aukningar og stillir upphaflega tímaaukningu á 0.01, tímabil skrefs á 2.5, neðri mörk tímaaukningar á 1E-5, efri mörk á 0.3 og hámarksfjölda undirstiga á 200. Sjálfvirka aukningarfæribreytusafnið AP1 og úttakstímalistinn TP1, sem inniheldur heildartímana 1.5, 2.7 og 3.9, eru tengd skrefinu.

!AUTOINC_PARAM, NAME=AP1
0.25, 10, 50, 10, 1
1.25,  1,  1,  1, 2
0.25,  5
!TIME_POINTS, TIME=TOTAL, NAME=TP1
1.5
2.7
3.9
!STEP, INC_TYPE=AUTO, SUBSTEPS=200, AUTOINCPARAM=AP1, TIMEPOINTS=TP1
0.01, 2.5, 1E-5, 0.3

Um inntakssnið og sjálfgefin gildi hverrar færibreytu, sjá !STEP, !AUTOINC_PARAM og !TIME_POINTS.

Skrefstýring fyrir hreyfigreiningu¶

Fyrir beina tímaheildun í hreyfigreiningu eru lausnaraðferð og tímaheildunarfæribreytur tilgreindar með !DYNAMIC, en greiningarskref, hópar jaðarskilyrða og álags og aukningaraðferð með !STEP. Ef !STEP er sleppt er greiningin meðhöndluð sem eins skrefs greining þar sem öll jaðarskilyrði og allt álag eru virk.

Með föstum aukningum eru DTIME, ETIME tilgreind á annarri línu !STEP til að stýra tímaaukningu og tímabili hvers skrefs. Með mörgum !STEP má skipta um virka hópa jaðarskilyrða og álags milli skrefa. t_delta og n_step í !DYNAMIC eru meðhöndluð sem sjálfgefin gildi fyrir eldri eins skrefs inntök þar sem !STEP er sleppt og vegna afturvirks samhæfis. Fyrir ný inntök er mælt með að tímaskilyrði séu tilgreind skýrt með !STEP, einnig þegar fastar aukningar eru notaðar.

Þegar sjálfvirkar aukningar eru notaðar skal tilgreina !STEP, INC_TYPE=AUTO og gefa upp upphaflega tímaaukningu, tímabil skrefs, neðri og efri mörk tímaaukningar á gagnalínu !STEP. Með ólínulegri óbeinni aðferð er tímaaukningin stækkuð eða minnkuð eftir stöðu Newton- og snertiítrana; ef samleitni tekst ekki er fyrri staða endurheimt og útreikningurinn endurtekinn með minni tímaaukningu.

TYPE (STATIC/VISCO) í !STEP er rofi fyrir tímaháð efnishegðun skrefsins og gildir aðeins í stöðugreiningu. Hann er ekki notaður í hreyfigreiningu, þar sem tímaaukning er alltaf meðhöndluð sem raunverulegur tími; því hefur tilgreining TYPE í !STEP í hreyfigreiningu engin áhrif.

Tímaheildunaraðferðin og stuðlar, svo sem stuðlar Newmark-β-aðferðarinnar, eru tilgreind með !DYNAMIC. Um inntakssnið, sjá !DYNAMIC og !STEP.

Skrefstýring fyrir varmleiðnigreiningu¶

Tímaskref varmleiðnigreiningar er tilgreint með !HEAT. Í !HEAT er sett af gildum tilgreint, þar á meðal tímaskref, lokatími, lágmarkstímaskref, hámarksbreyting hitastigs, fjöldi ítrana og samleitniviðmið.

Tímastýring varmleiðnigreiningar starfar með öðru kerfi en !STEP, INC_TYPE=AUTO fyrir byggingarstöðugreiningu. Þegar tímaskref í varmleiðnigreiningu er stillt skal því nota !HEAT en ekki !STEP. Um inntakssnið, sjá !HEAT.

Tilgreining úttakstíma¶

Þar sem tímaaukning breytist eftir samleitni þegar sjálfvirkar aukningar eru notaðar er ekki alltaf hægt að vita úttakstímana fyrirfram. !TIME_POINTS er listi yfir tíma sem notaður er til að stilla tímaaukninguna þannig að jafnvægi sé alltaf reiknað og hægt sé að skila niðurstöðum á tilgreindum tímum.

Tímalista má tilgreina annaðhvort sem heildartíma frá upphafi greiningar eða sem skreftíma frá upphafi skrefs. Notið heildartíma þegar sameiginlegir tímar eru tilgreindir yfir mörg skref, og skreftíma þegar sama hlutfallslega úttaksstaða er tilgreind fyrir hvert skref.

Í hverju skrefi er vísað úr !STEP í þann tímalista sem á að nota. Þegar hann er notaður með sjálfvirkum aukningum er tímaaukningin stytt þannig að hún fari ekki fram yfir næsta úttakstíma eða lokatíma skrefs. Um inntakssnið, sjá !TIME_POINTS.

Tengd efni¶

• Greiningargerðir — Yfirlit yfir greiningargerðir svo sem stöðugreiningu, hreyfigreiningu og varmleiðnigreiningu.
• Ólínulegar ítranir og tímaheildun — Uppbygging Newton-ítrana, snertiítrana og tímaheildunar innan undirstigs (merking fjölda Newton-ítrana og snertiítrana).
• Virkjun og óvirkjun staka — Hvernig velja skal stakavirkjunarstýringu sem virkjuð er með !STEP.
• Newton-Raphson-aðferðin (fræði) — Fræði ítrunaraðferðarinnar.
• Samleitniviðmið (fræði) — Fræði samleitnimælikvarða.
• !STEP, !AUTOINC_PARAM, !TIME_POINTS — Inntakssnið fyrir skrefstýringu í byggingar- og hreyfigreiningu.
• !DYNAMIC, !HEAT — Inntakssnið fyrir tímastýringu í hreyfi- og varmleiðnigreiningu.