Saída e reinício¶

Como os resultados da análise existem originalmente na memória, é necessário gravá-los em arquivos apropriados para pós-processamento, visualização, recuperação e reinício. Como o formato do arquivo, os itens de saída e a frequência de saída variam conforme a finalidade, o FrontISTR utiliza vários sistemas de saída distintos.

A saída do FrontISTR é composta por três sistemas: arquivos de resultados que armazenam os valores da análise (!WRITE,RESULT), arquivos de visualização usados para visualização (!WRITE,VISUAL) e arquivos de reinício que armazenam o estado da análise (!RESTART). As grandezas físicas incluídas nos arquivos de resultados e nos arquivos de visualização são selecionadas por !OUTPUT_RES e !OUTPUT_VIS, respectivamente.

Visão geral das funções¶

As configurações de saída ficam mais fáceis de organizar quando se consideram separadamente os três eixos a seguir.

Eixo	Entrada principal	Função
Destino da saída	`!WRITE,RESULT`，`!WRITE,VISUAL`，`!RESTART`	Determina em que tipo de arquivo os resultados serão armazenados de acordo com a finalidade.
Variáveis de saída	`!OUTPUT_RES`，`!OUTPUT_VIS`	Determina as grandezas físicas incluídas nos arquivos de resultados ou de visualização.
Frequência de saída	`FREQUENCY`	Determina a cada quantos passos os dados são gravados em um arquivo.

!WRITE,RESULT habilita os arquivos de resultados, e !OUTPUT_RES especifica as variáveis de saída. !WRITE,VISUAL habilita os arquivos de visualização, e !OUTPUT_VIS especifica as variáveis enviadas para visualização. Em ambos os casos, o intervalo de saída pode ser controlado por FREQUENCY. !WRITE é um único cartão, e RESULT / VISUAL / FEMAP podem coexistir como parâmetros de seleção do destino da saída.

As linhas de dados de !OUTPUT_RES e !OUTPUT_VIS listam os nomes das variáveis de saída e ON / OFF. Ao especificar GROUP, é possível restringir o alvo da saída por grupo. Consulte a referência de palavras-chave para a sintaxe de entrada específica e as linhas de dados que podem ser especificadas.

!RESTART armazena o próprio estado da análise, separadamente dos arquivos de resultados e de visualização. Os arquivos de reinício são usados para retomar uma análise a partir do mesmo estado após uma interrupção.

Como escolher a saída¶

A saída deve ser escolhida primeiro de acordo com a finalidade a ser verificada. Use um arquivo de resultados quando os valores numéricos forem utilizados em pós-processamento ou em outra análise, e use um arquivo de visualização quando quiser verificar formas ou distribuições em uma ferramenta de visualização. Se for necessário retomar a análise a partir de um ponto intermediário, habilite um arquivo de reinício separadamente da saída normal de resultados.

Finalidade	Saída a selecionar	Especificação principal
Armazenar valores da análise e utilizá-los em pós-processamento, comparação ou outra análise	Arquivo de resultados	`!WRITE,RESULT` e `!OUTPUT_RES`
Verificar distribuições e formas deformadas no ParaView ou ferramentas semelhantes	Arquivo de visualização	`!WRITE,VISUAL`，`!OUTPUT_VIS`，`!VISUAL`
Retomar uma análise de longa duração a partir de um ponto intermediário	Arquivo de reinício	`!RESTART`
Reduzir o volume de saída	Gerar apenas as variáveis necessárias	`ON` / `OFF` e `FREQUENCY` em `!OUTPUT_RES` / `!OUTPUT_VIS`

Em análises de grande escala, salvar todos os passos com as configurações de saída padrão pode fazer com que os arquivos de resultados e de visualização se tornem muito grandes. Defina como ON apenas as grandezas físicas necessárias e como OFF aquelas que não são necessárias para a verificação. Quando não for necessário acompanhar o histórico temporal em detalhes, aumente FREQUENCY para tornar o intervalo de saída mais espaçado.

É conveniente decidir as variáveis de saída na ordem “grandeza física a verificar”, “destino da saída” e “frequência”. Por exemplo, para verificar uma distribuição de tensões no ParaView, habilite os arquivos de visualização e selecione NSTRESS ou NMISES com !OUTPUT_VIS. Para pós-processar numericamente a força de contato, habilite os arquivos de resultados e selecione CONTACT_NFORCE ou semelhante com !OUTPUT_RES.

Grandezas físicas disponíveis para saída¶

As variáveis de saída são divididas em resultados de análise estrutural, análise dinâmica, análise térmica, análise de contato, resultados específicos de elementos e metainformações de identificação. A tabela abaixo organiza os principais nomes de variáveis, tipos e tipos de análise em que são utilizados. Para obter a lista completa de nomes de variáveis e a sintaxe das linhas de dados, consulte !OUTPUT_RES e !OUTPUT_VIS.

Categoria	Nome da variável	Tipo	Principal tipo de análise	Descrição
Grandezas básicas da análise estrutural	`DISP`，`ROT`，`REACTION`	Vetor	Análise estática, análise dinâmica	Deslocamento, rotação e força de reação nodal. `ROT` é válido para elementos com graus de liberdade rotacionais.
Tensão	`NSTRESS`，`ESTRESS`，`ISTRESS`	Tensor simétrico	Análise estrutural	Tensão média nodal, tensão no elemento e tensão no ponto de integração.
Tensão de Mises / tensão principal	`NMISES`，`EMISES`，`PRINC_NSTRESS`，`PRINC_ESTRESS`，`PRINCV_NSTRESS`，`PRINCV_ESTRESS`	Escalar, vetor	Análise estrutural	Tensão de Mises, valores de tensão principal e direções das tensões principais.
Deformação	`NSTRAIN`，`ESTRAIN`，`ISTRAIN`	Tensor simétrico	Análise estrutural	Deformação nodal, deformação no elemento e deformação no ponto de integração.
Deformação plástica / térmica	`PL_ISTRAIN`，`PL_ESTRAIN`，`TH_NSTRAIN`，`TH_ESTRAIN`，`TH_ISTRAIN`	Escalar, tensor simétrico	Análise estrutural não linear, análise de tensões térmicas	Deformação plástica equivalente e deformação térmica.
Deformação principal	`PRINC_NSTRAIN`，`PRINC_ESTRAIN`，`PRINCV_NSTRAIN`，`PRINCV_ESTRAIN`	Escalar, vetor	Análise estrutural	Valores de deformação principal e direções das deformações principais.
Análise dinâmica	`VEL`，`ACC`	Vetor	Análise dinâmica	Velocidade nodal e aceleração nodal.
Análise térmica	`TEMP`	Escalar	Análise de condução de calor	Temperatura nodal. Nos arquivos de resultados e de visualização de análise térmica, é gerada como campo de temperatura.
Contato	`CONTACT_NFORCE`，`CONTACT_FRICTION`，`CONTACT_RELVEL`，`CONTACT_STATE`，`CONTACT_NTRACTION`，`CONTACT_FTRACTION`	Vetor, escalar	Análise de contato	Força normal de contato, força de atrito, velocidade relativa de deslizamento, estado de contato e força de contato por unidade de área.
Elemento de viga	`BEAM_NQM`	Valor de 12 componentes	Análise estrutural incluindo elementos de viga	Forças internas da seção do elemento de viga.
Identificação / estado	`NODE_ID`，`ELEM_ID`，`SECTION_ID`，`MATERIAL_ID`，`ELEMACT`，`YIELD_RATIO`	Escalar	Análise estrutural, visualização	Informações de identificação de nós, elementos, seções e materiais; estado de ativação do elemento; e razão de escoamento. `ELEMACT` gera 1 para elementos ativos e 0 para elementos inativos (desativados).
Informações auxiliares de casca	`SHELL_LAYER`，`SHELL_SURFACE`	Escalar	Análise estrutural incluindo elementos de casca	Informações auxiliares para identificar a saída por camada da casca e as superfícies da casca.

Por padrão, DISP, ROT, NSTRESS e NMISES estão em ON. Entretanto, a geração de valores realmente significativos depende do tipo de análise, do tipo de elemento, do modelo de material e das configurações de contato. Por exemplo, VEL e ACC são usados em análise dinâmica, e CONTACT_* é usado quando informações de contato são geradas em análise de contato.

Saída por camada da casca¶

Como os elementos de casca possuem vários pontos de integração ou camadas ao longo da espessura, os valores de tensão e deformação podem variar conforme a camada ou a superfície mesmo dentro do mesmo elemento. Apenas com valores médios nodais comuns ou valores de elemento, é difícil distinguir a qual camada ou superfície pertence cada valor.

Quando SHELL_LAYER é definido como ON, os resultados dos lados + e - de cada camada de uma casca laminada são gerados separadamente. Os componentes de tensão e deformação gerados incluem identificadores do número da camada e do lado da superfície, permitindo avaliar distribuições de tensão ao longo da espessura e danos por camada.

SHELL_SURFACE é uma informação auxiliar para identificar superfícies da casca, como as superfícies superior e inferior. Ao visualizar resultados por camada da casca, habilite SHELL_LAYER e as variáveis de tensão/deformação necessárias e selecione, na ferramenta de visualização, o componente de resultado correspondente à camada ou superfície desejada.

Como a saída por camada da casca aumenta o número de componentes de saída, o tamanho do arquivo aumenta em modelos com muitas camadas. É recomendável limitar a saída às variáveis de tensão e deformação necessárias.

Destinos da saída¶

Os arquivos de resultados e os arquivos de visualização diferem quanto à finalidade e ao formato de armazenamento. É possível gerar ambos na mesma análise ou gerar apenas um deles.

Arquivos de resultados¶

Os arquivos de resultados são habilitados por !WRITE,RESULT. Os resultados da análise são armazenados como dados de resultados do FrontISTR / HEC-MW e usados em pós-processamento numérico ou como entrada de outra análise. As variáveis de saída são selecionadas com !OUTPUT_RES.

!WRITE,RESULT também é implementado como o parâmetro RESULT do cartão !WRITE e é uma opção de destino da saída no mesmo nível que a saída de visualização e a saída FEMAP.

Os arquivos de resultados podem armazenar deslocamento, tensão, deformação, forças de reação, informações de contato e outras grandezas em análises estruturais, e campos de temperatura em análises térmicas. O intervalo de saída por passo é especificado por FREQUENCY. Consulte o guia de execução para os nomes específicos dos arquivos, sua localização e como verificá-los após a execução.

Os arquivos de resultados (extensão .res) são dados em texto com a seguinte estrutura. Primeiro aparecem a versão do formato e o comentário, depois as variáveis globais e, por fim, as variáveis de saída de cada nó e elemento.

*fstrresult 2.0
*comment
<linha de comentário>
*global
<número de variáveis globais>
<graus de liberdade das variáveis globais>
<nomes das variáveis globais>
<valores das variáveis globais>
...
*data
<número de nós> <número de elementos>
<número de itens de dados nodais> <número de itens de dados de elementos>
<graus de liberdade dos dados nodais> ...
<nomes dos dados nodais>
...
<valores dos dados nodais>
...
<graus de liberdade dos dados de elementos> ...
<nomes dos dados de elementos>
...
<valores dos dados de elementos>
...

Arquivos de log¶

Os arquivos de log (extensão .log) são arquivos de resumo sempre gerados após a análise. Além das grandezas físicas de cada nó e elemento, são gerados os valores máximos/mínimos dos componentes de deslocamento, deformação e tensão. Na análise modal, são gerados os valores de autovalores e autovetores. O parâmetro LOG de !WRITE permite controlar o conteúdo da saída. Consulte o guia de execução para os nomes e a localização dos arquivos.

Arquivos de visualização¶

Os arquivos de visualização são habilitados por !WRITE,VISUAL. Eles convertem a malha e os dados de resultados em um formato destinado a ferramentas de visualização e os geram como saída. As variáveis de saída são selecionadas com !OUTPUT_VIS, e o formato e as condições de visualização são especificados com !VISUAL.

!WRITE,VISUAL não é uma palavra-chave independente; ele é implementado como o parâmetro VISUAL do cartão !WRITE, alternando o destino da saída no mesmo nível que !WRITE,RESULT / !WRITE,FEMAP (fstr_ctrl_get_WRITE em fistr1/src/common/fstr_ctrl_common.f90).

Para habilitar a visualização, é necessário especificar no mínimo a superfície de visualização e o formato de saída no cartão !VISUAL. O conjunto mínimo de dados é o seguinte.

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

As especificações surface_num e !surface não podem ser omitidas. Consulte !VISUAL para a sintaxe detalhada e as opções disponíveis.

Os principais formatos de visualização são os seguintes.

Formato	Finalidade
VTK	Usado para visualização no ParaView e ferramentas semelhantes.
AVS（UCD）	Usado para visualização e intercâmbio de dados no formato AVS / UCD.
BMP	Gera os resultados da visualização como imagens.
NEU	Usado para intercâmbio de dados no formato FEMAP neutral.

Embora os arquivos de visualização sejam mais fáceis de manipular diretamente em ferramentas de visualização do que os arquivos de resultados, seu tamanho aumenta de acordo com o formato selecionado e o número de variáveis. Em modelos de grande escala, habilite com !OUTPUT_VIS apenas as variáveis necessárias para exibição.

Reinício¶

O reinício é uma função para armazenar o estado interno no ponto em que a análise é interrompida e retomar o cálculo a partir do mesmo estado na próxima execução. Enquanto os arquivos de resultados comuns são saídas destinadas ao pós-processamento, os arquivos de reinício armazenam o estado necessário para que o solver continue o cálculo.

Quando n em !RESTART, FREQUENCY=n é positivo, um arquivo de reinício é gravado no intervalo de passos especificado. Quando n é negativo, um arquivo de reinício existente é lido no início da execução e, em seguida, novos arquivos de reinício são gravados usando o valor absoluto |n| como intervalo de saída.

No reinício de análise estrutural, são armazenados o passo atual, subpasso, passo acumulado, tempo, incremento de tempo, histórico de cargas, deslocamento, força externa, tensão e deformação em cada ponto de Gauss, variáveis de estado internas do material, estado de contato e outros dados. Na análise dinâmica, além do deslocamento, também são armazenados os estados dinâmicos necessários para retomar a integração temporal, incluindo velocidade, aceleração, energia de deformação, tempo atual e incremento de tempo. Na análise térmica, são armazenados o número do passo, o tempo e o campo de temperatura; na leitura, o campo de temperatura é restaurado como estado inicial.

Momento da gravação e comportamento de retomada no reinício de análise estática¶

No reinício da análise estática (fstr_solve_NLGEOM), há dois caminhos de gravação, e o comportamento na retomada é diferente.

Gravação durante um subpasso: o arquivo é gravado dentro do loop de subpassos quando step_count se torna um múltiplo de FREQUENCY. As informações de tempo registradas são armazenadas como o “tempo de início do passo atual”, acompanhadas da lista de cargas do passo anterior.
Gravação no final de um passo: o arquivo é sempre gravado imediatamente após a conclusão do loop de subpassos de cada passo de carga, independentemente de o passo ser ou não múltiplo de FREQUENCY. As informações de tempo registradas são armazenadas como o “tempo final do passo”, acompanhadas da lista de cargas desse passo.

Na leitura, o FrontISTR determina se o passo está concluído verificando se o “tempo atual” registrado e o “tempo de referência” coincidem (fstr_read_restart em fstr_Restart.f90).

Estado no momento da gravação	Comportamento na retomada
Durante um subpasso	Continua a partir do próximo subpasso do mesmo passo. Herda a posição do subpasso no momento da gravação e executa o restante do loop de subpassos.
Final do passo	Inicia no primeiro subpasso do passo seguinte. Avança `cstep` em 1, redefine `substep=1` e prossegue com a análise.

Assim, mesmo com a mesma configuração de FREQUENCY, o número do passo e a referência de tempo após a retomada variam conforme o momento em que ocorreu a gravação (durante um subpasso / no final de um passo). Em particular, a gravação no final do passo é sempre realizada no final de cada passo, independentemente da configuração de FREQUENCY.

Momento da gravação e comportamento de retomada no reinício de análise dinâmica¶

O reinício da análise dinâmica de histórico temporal também distingue a gravação durante um subpasso da gravação no final do passo. Durante um subpasso, o arquivo é gravado quando o número acumulado de subpassos step_count se torna um múltiplo de FREQUENCY; no final do passo, o arquivo é gravado no final desse passo independentemente de FREQUENCY.

Na leitura, a posição de retomada é restaurada a partir do número do passo, do número do subpasso e do número acumulado de subpassos salvos. O formato atual (restart_version >= 5) usa um cabeçalho comum à análise estática e armazena o tempo atual, o incremento de tempo, as estatísticas de iteração de Newton e o estado do incremento automático. Isso permite que análises dinâmicas que usem vários !STEP e incremento automático/cutback mantenham a referência de tempo e o incremento de tempo após o reinício. Arquivos de reinício de análise dinâmica em formatos antigos mantêm compatibilidade parcial de leitura, mas novas análises devem usar o formato atual.

Como escrever os cartões `!STEP` no reinício¶

Ao retomar a partir de um reinício, o FrontISTR lê os cartões !STEP no arquivo cnt como a “sequência de passos a executar após a retomada” e sempre os processa em ordem a partir do primeiro (tot_step=1). O número do passo nas informações de reinício carregadas é usado para alinhar o número acumulado de passos mostrado na tela e não afeta o próprio índice de !STEP no arquivo cnt. Além disso, no formato atual, o tempo de referência é adicionado coletivamente ao starttime de cada !STEP do arquivo cnt no momento da leitura do reinício, alinhando a linha do tempo com o instante de reinício como origem.

Portanto, prepare o arquivo cnt para reinício de acordo com a política a seguir.

Forma da interrupção	Faixa de cartões `!STEP` a manter no cnt
Gravado durante um subpasso (passo incompleto)	Mantenha o passo interrompido em primeiro lugar. Em seguida, liste os passos ainda não executados.
Gravado no final de um passo (passo concluído)	Remova os passos concluídos e coloque primeiro o próximo passo a executar.

Em ambos os casos, a regra básica é remover do arquivo cnt os passos que já foram concluídos. Como o instante de reinício é adicionado automaticamente a starttime, o arquivo cnt pode usar origem zero (ou tempos relativos de início de passo). Referências como condições de contorno e cargas devem permanecer no arquivo cnt apenas na quantidade correspondente aos cartões !STEP mantidos. A mesma política se aplica ao reinício de análise dinâmica com vários cartões !STEP.

Um fluxo típico de reinício é o seguinte.

Na execução inicial, especifique !RESTART, FREQUENCY=n e grave um arquivo de reinício.
Na execução que retoma a análise, especifique !RESTART, FREQUENCY=-n.
O FrontISTR lê o arquivo de reinício na inicialização e, em seguida, grava um novo estado a cada n passos.

Consulte o guia de execução para a nomenclatura, a localização e o método de especificação dos arquivos de reinício durante a execução. Há compatibilidade parcial de leitura com arquivos em formatos antigos, mas novas análises devem usar o formato atual.

Tópicos relacionados¶

Execução serial — Noções básicas de localização dos arquivos e verificação da saída durante a execução da análise.
!OUTPUT_RES，!OUTPUT_VIS — Especificação das variáveis a serem geradas nos arquivos de resultados e de visualização.
!WRITE — Habilitação da saída de arquivos de resultados, arquivos de visualização e logs, e especificação da frequência de saída (parâmetros RESULT / VISUAL / LOG / FEMAP).
!VISUAL — Especificação das superfícies de visualização e dos formatos de saída (incluindo um exemplo do conjunto mínimo de dados).
!RESTART — Especificação da leitura e gravação de arquivos de reinício.
Tipos de análise — Principais itens de resultado para cada tipo de análise.
Contato e incorporação — Significado da saída de contato e tratamento dos estados de contato.
Controle de passo — Relação com os passos de saída e os pontos no tempo.