Výstup a reštart¶

Výsledky analýzy existujú priamo v pamäti, preto sa musia zapísať do vhodných súborov na následné spracovanie, vizualizáciu, obnovu a reštart. Keďže formát súboru, položky výstupu a frekvencia výstupu sa líšia podľa účelu, FrontISTR poskytuje viacero ciest výstupu na rôzne použitia.

Výstup FrontISTR pozostáva z troch systémov: výsledkové súbory ukladajúce hodnoty analýzy (!WRITE,RESULT), vizualizačné súbory používané na vizualizáciu (!WRITE,VISUAL) a reštartovacie súbory ukladajúce stav analýzy (!RESTART). Fyzikálne veličiny zahrnuté vo výsledkových a vizualizačných súboroch sa vyberajú pomocou !OUTPUT_RES, respektíve !OUTPUT_VIS.

Prehľad funkcií¶

Nastavenia výstupu sa ľahšie usporiadajú, ak sa nasledujúce tri osi posudzujú samostatne.

!WRITE,RESULT povoľuje výsledkové súbory a !OUTPUT_RES určuje výstupné premenné. !WRITE,VISUAL povoľuje vizualizačné súbory a !OUTPUT_VIS určuje premenné odovzdávané vizualizácii. V oboch prípadoch možno interval výstupu riadiť pomocou FREQUENCY. !WRITE je jedna karta a RESULT / VISUAL / FEMAP môžu súčasne existovať ako parametre vyberajúce ciele výstupu.

Dátové riadky !OUTPUT_RES a !OUTPUT_VIS uvádzajú názvy výstupných premenných a ON / OFF. Zadaním GROUP možno obmedziť cieľ výstupu podľa skupiny. Konkrétnu vstupnú syntax a dostupné dátové riadky nájdete v referencii kľúčových slov.

!RESTART ukladá samotný stav analýzy oddelene od výsledkových a vizualizačných súborov. Reštartovacie súbory sa používajú na pokračovanie analýzy z rovnakého stavu po prerušení.

Výber výstupu¶

Výstup vyberte najprv podľa účelu kontroly. Výsledkový súbor použite, keď sa číselné hodnoty budú používať na následné spracovanie alebo v ďalšej analýze; vizualizačný súbor použite, keď sa majú tvary alebo rozloženia kontrolovať vizualizačným nástrojom. Ak je potrebné pokračovať v analýze od určitého bodu, povoľte reštartovací súbor oddelene od bežného výstupu výsledkov.

Pri rozsiahlych analýzach môže ukladanie každého kroku s predvolenými nastaveniami výstupu viesť k veľkým výsledkovým a vizualizačným súborom. Na ON nastavte iba požadované fyzikálne veličiny a veličiny nepotrebné na kontrolu nastavte na OFF. Ak nie je potrebný jemný časový priebeh, zväčšením FREQUENCY nastavte hrubší interval výstupu.

Praktické poradie pri rozhodovaní o výstupných premenných je „fyzikálna veličina na kontrolu“, „cieľ výstupu“ a „frekvencia“. Napríklad pri kontrole rozloženia napätia v ParaView povoľte vizualizačné súbory a pomocou !OUTPUT_VIS vyberte NSTRESS alebo NMISES. Pri numerickom následnom spracovaní kontaktnej sily povoľte výsledkové súbory a pomocou !OUTPUT_RES vyberte CONTACT_NFORCE alebo podobnú premennú.

Dostupné fyzikálne veličiny¶

Výstupné premenné sa delia na výsledky štrukturálnej analýzy, dynamickej analýzy, tepelnej analýzy, kontaktnej analýzy, výsledky špecifické pre prvky a identifikačné metadáta. Nasledujúca tabuľka sumarizuje hlavné názvy premenných, typy a typy analýz, v ktorých sa používajú. Úplný zoznam názvov premenných a syntax dátových riadkov nájdete v častiach !OUTPUT_RES a !OUTPUT_VIS.

Predvolene sú DISP, ROT, NSTRESS a NMISES nastavené na ON. To, či sa skutočne zapíšu zmysluplné hodnoty, však závisí od typu analýzy, typu prvku, materiálového modelu a nastavení kontaktu. Napríklad VEL a ACC sa používajú v dynamickej analýze a CONTACT_* sa používa, keď kontaktná analýza vytvára kontaktné informácie.

Výstup podľa vrstiev škrupiny¶

Škrupinové prvky majú viac integračných bodov alebo vrstiev v smere hrúbky, takže hodnoty napätia a pretvorenia sa môžu líšiť podľa vrstvy alebo povrchu aj v rámci toho istého prvku. Pri samotných bežných uzlovo spriemerovaných alebo prvkových hodnotách je ťažké rozlíšiť, ku ktorej vrstve alebo povrchu hodnota patrí.

Keď je SHELL_LAYER nastavené na ON, výsledky pre stranu + a - každej vrstvy laminovanej škrupiny sa zapisujú samostatne. Výstupné zložky napätia a pretvorenia obsahujú identifikátory čísla vrstvy a strany povrchu, čo umožňuje vyhodnotiť rozloženie napätia v smere hrúbky a poškodenie podľa vrstiev.

SHELL_SURFACE je pomocná informácia na identifikáciu povrchov škrupiny, napríklad horného a dolného povrchu. Pri vizualizácii výsledkov podľa vrstiev škrupiny povoľte SHELL_LAYER a požadované premenné napätia/pretvorenia a vo vizualizačnom nástroji vyberte zložku výsledku zodpovedajúcu cieľovej vrstve alebo povrchu.

Keďže výstup podľa vrstiev škrupiny zvyšuje počet výstupných zložiek, pri modeloch s mnohými vrstvami rastie veľkosť súboru. Výstup je vhodné obmedziť na požadované premenné napätia a pretvorenia.

Ciele výstupu¶

Výsledkové a vizualizačné súbory sa líšia účelom a formátom uloženia. V jednej analýze možno vytvoriť oba typy alebo iba jeden z nich.

Výsledkové súbory¶

Výsledkové súbory sa povoľujú pomocou !WRITE,RESULT. Výsledky analýzy sa ukladajú ako výsledkové údaje FrontISTR / HEC-MW a používajú sa na numerické následné spracovanie alebo ako vstup do inej analýzy. Výstupné premenné sa vyberajú pomocou !OUTPUT_RES.

!WRITE,RESULT je implementované aj ako parameter RESULT karty !WRITE a je voľbou cieľa výstupu popri vizualizácii a výstupe FEMAP.

Výsledkové súbory môžu ukladať posunutie, napätie, pretvorenie, reakčné sily, kontaktné informácie a ďalšie veličiny pri štrukturálnej analýze a teplotné polia pri tepelnej analýze. Interval výstupu podľa krokov sa zadáva pomocou FREQUENCY. Konkrétne názvy súborov, umiestnenie a spôsob ich kontroly po spustení nájdete vo vykonávacom sprievodcovi.

Výsledkové súbory (prípona .res) sú textové údaje s nasledujúcou štruktúrou. Najprv sa uvádza verzia formátu a komentár, potom globálne premenné a napokon výstupné premenné pre každý uzol a prvok.

*fstrresult 2.0
*comment
<riadok komentára>
*global
<počet globálnych premenných>
<stupne voľnosti globálnych premenných>
<názvy globálnych premenných>
<hodnoty globálnych premenných>
...
*data
<počet uzlov> <počet prvkov>
<počet položiek uzlových údajov> <počet položiek údajov prvkov>
<stupne voľnosti uzlových údajov> ...
<názvy uzlových údajov>
...
<hodnoty uzlových údajov>
...
<stupne voľnosti údajov prvkov> ...
<názvy údajov prvkov>
...
<hodnoty údajov prvkov>
...

Protokolové súbory¶

Protokolové súbory (prípona .log) sú súhrnné súbory, ktoré sa po analýze vytvárajú vždy. Okrem fyzikálnych veličín pre jednotlivé uzly a prvky sa zapisujú maximálne/minimálne hodnoty zložiek posunutia, pretvorenia a napätia. Pri modálnej analýze sa zapisujú vlastné hodnoty a hodnoty vlastných vektorov. Parameter LOG karty !WRITE riadi obsah výstupu. Názvy a umiestnenie súborov nájdete vo vykonávacom sprievodcovi.

Vizualizačné súbory¶

Vizualizačné súbory sa povoľujú pomocou !WRITE,VISUAL. Konvertujú údaje siete a výsledkov do formátu pre vizualizačné nástroje a zapisujú ich. Výstupné premenné sa vyberajú pomocou !OUTPUT_VIS a formát a podmienky vizualizácie sa zadávajú pomocou !VISUAL.

!WRITE,VISUAL nie je samostatné kľúčové slovo; je implementované ako parameter VISUAL karty !WRITE a prepína cieľ výstupu na rovnakej úrovni ako !WRITE,RESULT / !WRITE,FEMAP (fstr_ctrl_get_WRITE v fistr1/src/common/fstr_ctrl_common.f90).

Na povolenie vizualizácie je potrebné na karte !VISUAL zadať minimálne vizualizačný povrch a výstupný formát. Nasleduje minimálna množina údajov.

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

Špecifikácie surface_num a !surface nemožno vynechať. Podrobnú syntax a dostupné voľby nájdete pri !VISUAL.

Hlavné vizualizačné formáty sú nasledujúce.

Vizualizačné súbory sa vo vizualizačných nástrojoch spracúvajú priamo jednoduchšie než výsledkové súbory, ich veľkosť však rastie podľa zvoleného formátu a počtu premenných. Pri rozsiahlych modeloch povoľte pomocou !OUTPUT_VIS iba premenné potrebné na zobrazenie.

Reštart¶

Reštart je funkcia na uloženie vnútorného stavu v bode prerušenia analýzy a pokračovanie výpočtu z rovnakého stavu pri ďalšom spustení. Bežné výsledkové súbory sú určené na následné spracovanie, zatiaľ čo reštartovacie súbory ukladajú stav potrebný na pokračovanie výpočtu riešičom.

Keď je n v !RESTART, FREQUENCY=n kladné, reštartovací súbor sa zapisuje v zadanom intervale krokov. Keď je n záporné, pri spustení sa načíta existujúci reštartovací súbor a následne sa reštartovacie súbory zapisujú s intervalom rovným absolútnej hodnote |n|.

Pri reštarte štrukturálnej analýzy sa ukladajú aktuálny krok, čiastkový krok, kumulatívny krok, čas, časový prírastok, história zaťaženia, posunutie, vonkajšia sila, napätie a pretvorenie v jednotlivých Gaussových bodoch, vnútorné stavové premenné materiálu, stav kontaktu a ďalšie údaje. Dynamická analýza navyše ukladá dynamický stav potrebný na pokračovanie časovej integrácie vrátane rýchlosti a zrýchlenia, deformačnej energie, aktuálneho času a časového prírastku. Tepelná analýza ukladá číslo kroku, čas a teplotné pole a pri načítaní obnoví teplotné pole ako počiatočný stav.

Čas zápisu a správanie pri pokračovaní reštartu statickej analýzy¶

Pri reštarte statickej analýzy (fstr_solve_NLGEOM) existujú dve cesty zápisu a ich správanie pri pokračovaní sa líši.

• Zápis počas čiastkového kroku: Súbor sa zapíše v slučke čiastkových krokov, keď sa step_count stane násobkom FREQUENCY. Zaznamenané časové informácie sa uložia ako „čas začiatku aktuálneho kroku“ a sprevádza ich zoznam zaťažení predchádzajúceho kroku.
• Zápis na konci kroku: Súbor sa vždy zapíše bezprostredne po skončení slučky čiastkových krokov každého zaťažovacieho kroku bez ohľadu na to, či je krok násobkom FREQUENCY. Zaznamenané časové informácie sa uložia ako „čas konca kroku“ a sprevádza ich zoznam zaťažení daného kroku.

Pri načítaní FrontISTR určí, či je krok dokončený, podľa zhody zaznamenaného „aktuálneho času“ a „referenčného času“ (fstr_read_restart v fstr_Restart.f90).

Preto aj pri rovnakom nastavení FREQUENCY sa číslo kroku a časová referencia po pokračovaní líšia podľa okamihu zápisu (počas čiastkového kroku / na konci kroku). Najmä zápis na konci kroku sa vykoná vždy na konci každého kroku nezávisle od nastavenia FREQUENCY.

Čas zápisu a správanie pri pokračovaní reštartu dynamickej analýzy¶

Reštart časovej dynamickej analýzy tiež rozlišuje zápis počas čiastkového kroku a zápis na konci kroku. Počas čiastkového kroku sa súbor zapíše, keď sa kumulatívny počet čiastkových krokov step_count stane násobkom FREQUENCY; na konci kroku sa súbor zapíše na konci daného kroku bez ohľadu na FREQUENCY.

Pri načítaní sa pozícia pokračovania obnoví z uloženého čísla kroku, čísla čiastkového kroku a kumulatívneho počtu čiastkových krokov. Aktuálny formát (restart_version >= 5) používa hlavičku spoločnú so statickou analýzou a ukladá aktuálny čas, časový prírastok, štatistiky Newtonových iterácií a stav automatického prírastku. Vďaka tomu môže dynamická analýza používajúca viac kariet !STEP a automatický prírastok/cutback po reštarte preniesť časovú referenciu a časový prírastok. Staršie reštartovacie súbory dynamickej analýzy si zachovávajú čiastočnú kompatibilitu pri čítaní, nové analýzy by však mali používať aktuálny formát.

Zápis kariet !STEP pre reštart¶

Pri pokračovaní z reštartu FrontISTR číta karty !STEP v súbore cnt ako „postupnosť krokov, ktoré sa majú vykonať po pokračovaní“ a vždy ich spracúva v poradí od prvej (tot_step=1). Číslo kroku v načítaných informáciách reštartu sa používa na zosúladenie kumulatívneho čísla kroku zobrazovaného na obrazovke a neovplyvňuje index !STEP v samotnom súbore cnt. Navyše sa v aktuálnom formáte pri načítaní reštartu ku starttime každej karty !STEP v súbore cnt hromadne pripočíta referenčný čas, čím sa časová os zosúladí s časom reštartu ako s počiatkom.

Preto pripravte súbor cnt pre reštart podľa nasledujúcich pravidiel.

V oboch prípadoch je základným pravidlom odstrániť zo súboru cnt kroky, ktoré už boli dokončené. Keďže sa čas reštartu automaticky pripočítava k starttime, súbor cnt môže používať nulový počiatok (alebo relatívne časy začiatkov krokov). Odkazy na okrajové podmienky a zaťaženia sa majú v súbore cnt ponechať iba pre karty !STEP, ktoré zostávajú. Rovnaké pravidlá platia pre reštart dynamickej analýzy s viacerými kartami !STEP.

Typický pracovný postup reštartu je nasledujúci.

1. Pri počiatočnom spustení zadajte !RESTART, FREQUENCY=n a zapíšte reštartovací súbor.
2. Pri spustení, ktoré pokračuje v analýze, zadajte !RESTART, FREQUENCY=-n.
3. FrontISTR pri spustení načíta reštartovací súbor a následne zapisuje nový stav každých n krokov.

Pomenovanie reštartovacích súborov, ich umiestnenie a zadanie pri spustení nájdete vo vykonávacom sprievodcovi. Existuje aj čiastočná kompatibilita čítania so súbormi staršieho formátu, pre nové analýzy však používajte aktuálny formát.

Súvisiace témy¶

• Sériové spustenie — Základy umiestnenia súborov a kontroly výstupu pri vykonávaní analýzy.
• !OUTPUT_RES, !OUTPUT_VIS — Zadanie premenných zapisovaných do výsledkových a vizualizačných súborov.
• !WRITE — Povolenie výstupu výsledkových, vizualizačných a protokolových súborov a zadanie frekvencie výstupu (parametre RESULT / VISUAL / LOG / FEMAP).
• !VISUAL — Zadanie vizualizačných povrchov a výstupných formátov (vrátane príkladu minimálnej množiny údajov).
• !RESTART — Zadanie čítania a zápisu reštartovacích súborov.
• Typy analýz — Hlavné položky výsledkov pre jednotlivé typy analýz.
• Kontakt a vloženie — Význam kontaktného výstupu a spracovanie stavov kontaktu.
• Riadenie kroku — Vzťah k výstupným krokom a časovým bodom.