Ieșire și restart

Rezultatele analizei există inițial în memorie, astfel încât pentru post-procesare, vizualizare, restaurare sau reluarea calculului trebuie scrise în fișiere corespunzătoare. Deoarece formatul fișierului, elementele de ieșire și frecvența de ieșire diferă în funcție de utilizare, FrontISTR oferă mai multe sisteme de ieșire.

Ieșirea FrontISTR este alcătuită din trei sisteme: fișierul de rezultate (!WRITE,RESULT), care salvează valorile analizei; fișierul de vizualizare (!WRITE,VISUAL), utilizat pentru vizualizare; și fișierul de restart (!RESTART), care salvează starea analizei. Mărimile fizice incluse în fișierul de rezultate și în fișierul de vizualizare sunt selectate prin !OUTPUT_RES, respectiv !OUTPUT_VIS.

Prezentare generală a funcției

Configurarea ieșirii este mai ușor de înțeles dacă este separată în următoarele trei axe.

Axă	Intrări principale	Rol
Destinația ieșirii	!WRITE,RESULT, !WRITE,VISUAL, !RESTART	Stabilește în ce tip de fișier și pentru ce utilizare sunt salvate rezultatele.
Variabile de ieșire	!OUTPUT_RES, !OUTPUT_VIS	Stabilește mărimile fizice incluse în fișierul de rezultate sau de vizualizare.
Frecvența ieșirii	FREQUENCY	Stabilește la câți pași se scrie în fișier.

!WRITE,RESULT activează fișierul de rezultate, iar variabilele de ieșire sunt specificate prin !OUTPUT_RES. !WRITE,VISUAL activează fișierul de vizualizare, iar variabilele transmise pentru vizualizare sunt specificate prin !OUTPUT_VIS. În ambele cazuri, intervalul de ieșire poate fi controlat prin FREQUENCY. !WRITE este un singur card, iar RESULT / VISUAL / FEMAP pot coexista ca parametri care selectează destinațiile de ieșire.

Pe liniile de date din !OUTPUT_RES și !OUTPUT_VIS se enumeră numele variabilelor de ieșire și ON / OFF. Prin specificarea GROUP, domeniul de ieșire poate fi limitat la un grup. Pentru sintaxa exactă și liniile de date disponibile consultați referința cuvintelor-cheie.

!RESTART salvează starea analizei însăși, separat de fișierele de rezultate și de vizualizare. Fișierul de restart este utilizat pentru reluarea calculului din aceeași stare după întreruperea analizei.

Alegerea ieșirii

Alegerea ieșirii pornește de la scopul verificării. Dacă valorile numerice vor fi utilizate în post-procesare sau într-o altă analiză, alegeți fișierul de rezultate. Dacă doriți să verificați forma sau distribuția într-un instrument de vizualizare, alegeți fișierul de vizualizare. Dacă analiza trebuie reluată de la un punct intermediar, activați separat fișierul de restart, pe lângă ieșirea obișnuită a rezultatelor.

Scop	Ieșire aleasă	Specificații principale
Salvarea valorilor analizei pentru post-procesare, comparație sau altă analiză	Fișier de rezultate	!WRITE,RESULT și !OUTPUT_RES
Verificarea distribuțiilor și a formei deformate în ParaView etc.	Fișier de vizualizare	!WRITE,VISUAL, !OUTPUT_VIS, !VISUAL
Reluarea unei analize de lungă durată de la un punct intermediar	Fișier de restart	!RESTART
Reducerea volumului ieșirii	Ieșirea numai a variabilelor necesare	ON / OFF și FREQUENCY din !OUTPUT_RES / !OUTPUT_VIS

În analizele de mari dimensiuni, dacă toate etapele sunt salvate cu setările implicite, fișierele de rezultate și de vizualizare pot deveni foarte mari. Activați prin ON numai mărimile fizice necesare și dezactivați prin OFF mărimile care nu sunt necesare pentru verificare. Dacă nu este necesară urmărirea fină a istoricului temporal, măriți FREQUENCY pentru a rări intervalul de ieșire.

Este util să stabiliți variabilele de ieșire în ordinea „mărimea fizică de verificat”, „destinația de salvare”, „frecvența”. De exemplu, pentru a verifica distribuția tensiunii în ParaView, activați fișierul de vizualizare și selectați NSTRESS sau NMISES prin !OUTPUT_VIS. Pentru a post-procesa numeric forța de contact, activați fișierul de rezultate și selectați CONTACT_NFORCE sau alte variabile prin !OUTPUT_RES.

Mărimi fizice disponibile pentru ieșire

Variabilele de ieșire se împart în rezultate pentru analiza structurală, analiza dinamică, analiza termică, analiza contactului, rezultate specifice elementelor și metainformații de identificare. Tabelul de mai jos sintetizează principalele nume de variabile, tipurile lor și tipurile de analiză în care sunt utilizate. Pentru lista completă a numelor de variabile și sintaxa liniilor de date, consultați !OUTPUT_RES și !OUTPUT_VIS.

Categorie	Numele variabilei	Tip	Tipuri principale de analiză	Conținut
Mărimi de bază ale analizei structurale	DISP, ROT, REACTION	Vector	Analiză statică, analiză dinamică	Deplasare, rotație, reacție nodală. ROT este valabil pentru elemente cu grade de libertate de rotație.
Tensiune	NSTRESS, ESTRESS, ISTRESS	Tensor simetric	Analiză structurală	Tensiune mediată la nod, tensiune în element, tensiune în punctul de integrare.
Tensiune Mises și tensiuni principale	NMISES, EMISES, PRINC_NSTRESS, PRINC_ESTRESS, PRINCV_NSTRESS, PRINCV_ESTRESS	Scalar, vector	Analiză structurală	Tensiune Mises, valorile tensiunilor principale, direcțiile tensiunilor principale.
Deformație	NSTRAIN, ESTRAIN, ISTRAIN	Tensor simetric	Analiză structurală	Deformație nodală, deformație în element, deformație în punctul de integrare.
Deformație plastică și termică	PL_ISTRAIN, PL_ESTRAIN, TH_NSTRAIN, TH_ESTRAIN, TH_ISTRAIN	Scalar, tensor simetric	Analiză structurală neliniară, analiză de tensiuni termice	Deformație plastică echivalentă, deformație termică.
Deformații principale	PRINC_NSTRAIN, PRINC_ESTRAIN, PRINCV_NSTRAIN, PRINCV_ESTRAIN	Scalar, vector	Analiză structurală	Valorile deformațiilor principale, direcțiile deformațiilor principale.
Analiză dinamică	VEL, ACC	Vector	Analiză dinamică	Viteză nodală, accelerație nodală.
Analiză termică	TEMP	Scalar	Analiza conducției termice	Temperatura nodală. În fișierele de rezultate și de vizualizare ale analizei termice este produsă ca un câmp de temperatură.
Contact	CONTACT_NFORCE, CONTACT_FRICTION, CONTACT_RELVEL, CONTACT_STATE, CONTACT_NTRACTION, CONTACT_FTRACTION	Vector, scalar	Analiza contactului	Forță normală de contact, forță de frecare, viteză relativă de alunecare, stare de contact, forță de contact pe unitatea de suprafață.
Element de grindă	BEAM_NQM	Valoare cu 12 componente	Analiză structurală ce conține elemente de grindă	Eforturile secționale interne ale elementului de grindă.
Identificare și stare	NODE_ID, ELEM_ID, SECTION_ID, MATERIAL_ID, ELEMACT, YIELD_RATIO	Scalar	Analiză structurală, vizualizare	Informații de identificare pentru nod, element, secțiune și material, starea de activare a elementului, raportul de curgere. ELEMACT produce 1 pentru elemente active și 0 pentru elemente inactive (dezactivate).
Informații auxiliare pentru înveliș	SHELL_LAYER, SHELL_SURFACE	Scalar	Analiză structurală ce conține elemente de înveliș	Informații auxiliare pentru identificarea ieșirii pe straturi și a suprafeței învelișului.

În mod implicit, DISP, ROT, NSTRESS și NMISES sunt ON. Totuși, existența unor valori efectiv semnificative în ieșire depinde de tipul de analiză, tipul de element, modelul de material și configurarea contactului. De exemplu, VEL și ACC sunt utilizate în analiza dinamică, iar CONTACT_* este utilizat când informațiile de contact sunt generate în analiza contactului.

Ieșire pe straturi pentru înveliș

Elementele de înveliș au mai multe puncte de integrare sau straturi pe direcția grosimii, astfel încât valorile tensiunilor și deformațiilor diferă în funcție de strat sau suprafață chiar în cadrul aceluiași element. Numai din valorile mediate nodal sau din valorile elementului este dificil de stabilit cărui strat sau cărei suprafețe îi aparține valoarea.

Dacă SHELL_LAYER este setat la ON, pentru fiecare strat al învelișului stratificat se produc separat rezultatele pe partea + și partea -. Componentele de tensiune și deformație produse includ identificarea numărului stratului și a feței, astfel încât pot fi utilizate pentru distribuția tensiunilor pe grosime sau evaluarea deteriorării pe strat.

SHELL_SURFACE este o informație auxiliară pentru identificarea suprafețelor, precum fața superioară și inferioară ale învelișului. Pentru vizualizarea rezultatelor pe straturi, activați SHELL_LAYER și variabilele de tensiune/deformație necesare, apoi în instrumentul de vizualizare selectați componentele de rezultat corespunzătoare stratului sau suprafeței dorite.

Deoarece ieșirea pe straturi pentru înveliș mărește numărul componentelor de ieșire, volumul fișierelor crește pentru modelele cu multe straturi. Este recomandat să limitați ieșirea la variabilele de tensiune și deformație necesare.

Destinațiile de ieșire

Fișierul de rezultate și fișierul de vizualizare diferă prin scop și formatul de salvare. În aceeași analiză pot fi produse ambele sau numai unul dintre ele.

Fișier de rezultate

Fișierul de rezultate este activat prin !WRITE,RESULT. Rezultatele analizei sunt salvate ca date de rezultate FrontISTR / HEC-MW și pot fi utilizate pentru post-procesare numerică sau pentru citirea într-o altă analiză. Variabilele de ieșire sunt selectate prin !OUTPUT_RES.

!WRITE,RESULT este de asemenea implementat ca parametrul RESULT al cardului !WRITE și reprezintă una dintre destinațiile de ieșire, alături de vizualizare și FEMAP.

În fișierul de rezultate pot fi salvate, pentru analiza structurală, deplasări, tensiuni, deformații, reacții și informații de contact, iar pentru analiza termică, câmpul de temperatură. Intervalul de ieșire pe pași se specifică prin FREQUENCY. Pentru numele concrete ale fișierelor, amplasare și modul de verificare după execuție consultați ghidul de execuție.

Fișierul de rezultate (extensia .res) este un fișier text cu structura următoare. La început apar versiunea formatului și comentariul, apoi variabilele globale, iar la final variabilele de ieșire pentru fiecare nod și element.

*fstrresult 2.0
*comment
<linie de comentariu>
*global
<numărul variabilelor globale>
<gradele de libertate ale variabilelor globale>
<numele variabilelor globale>
<valorile variabilelor globale>
...
*data
<numărul de noduri> <numărul de elemente>
<numărul datelor nodale> <numărul datelor de element>
<gradele de libertate ale datelor nodale> ...
<numele datelor nodale>
...
<valorile datelor nodale>
...
<gradele de libertate ale datelor de element> ...
<numele datelor de element>
...
<valorile datelor de element>
...

Fișier jurnal

Fișierul jurnal (extensia .log) este un fișier de sinteză produs întotdeauna după analiză. Pe lângă mărimile fizice pentru fiecare nod și element, sunt produse valorile maxime/minime ale componentelor de deplasare, deformație și tensiune. În analiza modală sunt produse valorile proprii și vectorii proprii. Conținutul ieșirii poate fi controlat prin parametrul LOG din !WRITE. Pentru numele și amplasarea fișierului consultați ghidul de execuție.

Fișier de vizualizare

Fișierul de vizualizare este activat prin !WRITE,VISUAL. Rețeaua și datele de rezultate sunt convertite și produse într-un format destinat instrumentelor de vizualizare. Variabilele de ieșire sunt selectate prin !OUTPUT_VIS, iar formatul și condițiile de vizualizare se specifică prin !VISUAL.

!WRITE,VISUAL nu este un cuvânt-cheie independent, ci este implementat ca parametrul VISUAL al cardului !WRITE; destinația de ieșire este comutată la același nivel cu !WRITE,RESULT / !WRITE,FEMAP (fstr_ctrl_get_WRITE din fistr1/src/common/fstr_ctrl_common.f90).

Pentru activarea vizualizării trebuie specificate cel puțin suprafața de vizualizare și formatul de ieșire prin cardul !VISUAL. Mai jos este setul minim de date.

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

Specificarea surface_num și !surface nu poate fi omisă. Pentru sintaxa detaliată și opțiunile disponibile consultați !VISUAL.

Principalele formate de vizualizare sunt următoarele.

Format	Utilizare
VTK	Utilizat pentru vizualizare în ParaView etc.
AVS (UCD)	Utilizat pentru vizualizare și schimb de date în format AVS / UCD.
BMP	Produce rezultatul vizualizării ca imagine.
NEU	Utilizat pentru schimb de date în format FEMAP neutral.

Fișierele de vizualizare sunt mai ușor de utilizat direct în instrumentele de vizualizare decât fișierele de rezultate, însă volumul lor poate crește în funcție de formatul ales și numărul de variabile. Pentru modelele mari activați prin !OUTPUT_VIS numai variabilele necesare afișării.

Restart

Restartul este o funcție care salvează starea internă la momentul întreruperii analizei și permite reluarea calculului din aceeași stare la următoarea execuție. În timp ce fișierul obișnuit de rezultate este destinat post-procesării, fișierul de restart salvează starea necesară solverului pentru continuarea calculului.

Dacă n din !RESTART, FREQUENCY=n este pozitiv, fișierul de restart este scris la intervalul de pași specificat. Dacă n este negativ, la începutul execuției este citit fișierul de restart existent, iar apoi valoarea absolută |n| este utilizată ca interval de scriere pentru noile fișiere de restart.

Pentru restartul analizei structurale sunt salvate pasul curent, subpasul, numărul total de pași, timpul, incrementul de timp, istoricul încărcării, deplasarea, forțele externe, tensiunile și deformațiile la punctele Gauss, variabilele interne de stare ale materialului, starea contactului etc. În analiza dinamică, pe lângă deplasare, sunt salvate și stările dinamice necesare reluării integrării în timp, precum viteza și accelerația, energia de deformație, timpul curent și incrementul de timp. În analiza termică sunt salvate numărul pasului, timpul și câmpul de temperatură, iar la citire câmpul de temperatură este restaurat ca stare inițială.

Momentul scrierii restartului pentru analiza statică și comportarea la reluare

Restartul analizei statice (fstr_solve_NLGEOM) are două căi de scriere, iar comportarea la reluare diferă.

• Scriere în timpul unui subpas: este efectuată în bucla de subpași atunci când step_count devine multiplu al FREQUENCY. Informația temporală înregistrată este salvată ca „timpul de început al pasului curent” și este însoțită de lista de încărcări a pasului anterior.
• Scriere la sfârșitul pasului: este efectuată întotdeauna imediat după finalizarea buclei de subpași a fiecărui pas de încărcare, indiferent dacă valoarea este sau nu multiplu al FREQUENCY. Informația temporală înregistrată este salvată ca „timpul de sfârșit al pasului” și este însoțită de lista de încărcări a pasului respectiv.

La citire, FrontISTR determină dacă pasul este finalizat verificând dacă „timpul curent” înregistrat coincide cu „timpul de referință” (fstr_read_restart din fstr_Restart.f90).

Starea la scriere	Comportarea la reluare
În timpul unui subpas	Continuă de la următorul subpas al aceluiași pas. Poziția subpasului la momentul scrierii este preluată și se execută restul buclei de subpași.
La sfârșitul pasului	Începe de la primul subpas al pasului următor. cstep este incrementat cu 1 și substep=1 este setat înainte de continuarea analizei.

Prin urmare, chiar cu aceeași setare FREQUENCY, trebuie reținut că numărul pasului și baza de timp după reluare diferă în funcție de momentul în care a avut loc scrierea (în timpul unui subpas / la sfârșitul pasului). În special, scrierea de la sfârșitul pasului este efectuată obligatoriu la sfârșitul fiecărui pas, independent de setarea FREQUENCY.

Momentul scrierii restartului pentru analiza dinamică și comportarea la reluare

Și restartul analizei dinamice în istoricul temporal distinge între scrierea în timpul unui subpas și scrierea la sfârșitul pasului. În timpul unui subpas, scrierea are loc atunci când numărul total de subpași step_count devine multiplu al FREQUENCY, iar la sfârșitul pasului se scrie la finalul acelui pas indiferent de FREQUENCY.

La citire, poziția de reluare este restaurată din numărul pasului, numărul subpasului și numărul total de subpași salvați. În formatul curent (restart_version >= 5) se utilizează un antet comun cu analiza statică și sunt salvate timpul curent, incrementul de timp, statisticile iterațiilor Newton și starea incrementării automate. Astfel, chiar în analiza dinamică ce utilizează mai multe !STEP, incrementare automată și cutback, baza de timp și incrementul de timp pot fi preluate după reluare. Fișierele de restart din formatul vechi pentru analiza dinamică au o anumită compatibilitate la citire, însă pentru analizele noi trebuie utilizat formatul curent.

Scrierea cardurilor !STEP la restart

La reluarea prin restart, FrontISTR citește cardurile !STEP din fișierul cnt ca „secvența de pași care urmează să fie executată după reluare” și le procesează întotdeauna de la început (tot_step=1). Numărul pasului din informația de restart citită este utilizat pentru alinierea numărului total de pași afișat și nu afectează indexul cardurilor !STEP din cnt. În plus, în formatul curent, la citirea restartului, starttime pentru fiecare !STEP din cnt este mărit în bloc cu timpul de referință, astfel încât cronologia să fie aliniată la momentul reluării.

Prin urmare, fișierul cnt pentru reluarea prin restart se pregătește după regulile următoare.

Modul în care s-a produs întreruperea	Domeniul cardurilor !STEP care trebuie păstrat în cnt
Scriere în timpul unui subpas (pas nefinalizat)	Păstrați pasul întrerupt la început. Continuați apoi cu pașii încă neexecutați.
Scriere la sfârșitul pasului (pas finalizat)	Eliminați pașii finalizați și puneți la început pasul care trebuie executat următorul.

În ambele cazuri, regula de bază este eliminarea din cnt a pașilor deja finalizați. Deoarece timpul de restart este adăugat automat la starttime, în cnt acesta poate fi scris pornind de la 0 (sau ca timp relativ de început al pasului). Referințele la condiții la limită, încărcări etc. trebuie păstrate în cnt numai pentru cardurile !STEP rămase. Aceeași regulă se aplică și restartului analizei dinamice cu mai multe !STEP.

Fluxul tipic de utilizare a restartului este următorul.

1. La prima execuție, specificați !RESTART, FREQUENCY=n și scrieți fișierul de restart.
2. La execuția de reluare a analizei, specificați !RESTART, FREQUENCY=-n.
3. FrontISTR citește fișierul de restart la pornire, apoi scrie o stare nouă la fiecare n pași.

Pentru denumirea și amplasarea fișierului de restart și modul de specificare la execuție consultați ghidul de execuție. Există o anumită compatibilitate la citirea formatelor vechi, însă pentru analizele noi utilizați formatul curent.

Subiecte conexe

• Execuție secvențială — Bazele amplasării fișierelor și verificării ieșirilor în timpul execuției analizei.
• !OUTPUT_RES, !OUTPUT_VIS — Specificarea variabilelor produse în fișierul de rezultate și în fișierul de vizualizare.
• !WRITE — Activarea ieșirii în fișierul de rezultate, fișierul de vizualizare și jurnal și frecvența ieșirii (parametrii RESULT / VISUAL / LOG / FEMAP).
• !VISUAL — Specificarea suprafeței de vizualizare și a formatului de ieșire (inclusiv exemplul setului minim de date).
• !RESTART — Specificarea citirii și scrierii fișierului de restart.
• Tipuri de analiză — Principalele rezultate pentru fiecare tip de analiză.
• Contact și încorporare — Semnificația ieșirii de contact și tratarea stării contactului.
• Controlul pasului — Relația cu pașii și momentele de ieșire.