Лінійний статичний аналіз (пружність, паралельний)¶
Щоб виконати статичний аналіз (пружність) із паралельним виконанням на 4 процесах, використовуйте дані з tutorial/02_elastic_hinge_parallel.
Об’єкт аналізу¶
| Пункт | Опис | Примітки | Посилання |
|---|---|---|---|
| Тип аналізу | Лінійний статичний аналіз | !SOLUTION,TYPE=STATIC | |
| Кількість вузлів | 84,056 | ||
| Кількість елементів | 49,871 | ||
| Тип елемента | 10-вузловий квадратичний тетраедральний елемент | !ELEMENT,TYPE=342 | Бібліотека елементів |
| Назва матеріалу | STEEL | !MATERIAL,NAME=STEEL | Дані матеріалу |
| Властивість матеріалу | ELASTIC | !ELASTIC | |
| Граничні умови | Закріплення, зосереджене навантаження | ||
| Матричний розв’язувач | CG/SSOR | !SOLVER,METHOD=CG,PRECOND=1 |
Рисунок 4.2.1 Обчислювальна область кожного вузла
Деталі аналізу¶
Розпакуйте вихідний код FrontISTR, перейдіть до каталогу цього прикладу та переконайтеся, що потрібні для аналізу файли
| Ім’я файлу | Тип | Роль |
|---|---|---|
| hecmw_ctrl.dat | Глобальні керувальні дані | |
| hinge.cnt | Дані керування аналізом | |
| hinge.msh | Дані сітки | |
| hecmw_part_ctrl.dat | Керувальні дані розбиття області | Керувальні дані, що використовуються, коли hecmw_part1 розбиває дані сітки на області |
наявні.
Вивід:
Виконайте аналіз напружень, обмеживши переміщення закріпленої поверхні та приклавши зосереджене навантаження до навантаженої поверхні.
Глобальні керувальні дані, дані керування аналізом та керувальні дані розбиття області наведено нижче.
Глобальні керувальні дані hecmw_ctrl.dat¶
#
# для розбивача
#
!MESH, NAME=part_in,TYPE=HECMW-ENTIRE # Початкові дані сітки для розбиття за допомогою hecmw_part1
hinge.msh
!MESH, NAME=part_out,TYPE=HECMW-DIST # Ім’я файлу після розбиття за допомогою hecmw_part1
hinge_4
#
# для розв’язувача
#
!MESH, NAME=fstrMSH, TYPE=HECMW-DIST # Задати розбиті дані сітки
hinge_4
!CONTROL, NAME=fstrCNT # Задати дані керування аналізом
hinge.cnt
!RESULT, NAME=fstrRES, IO=OUT # Задати дані результатів
hinge.res
!RESULT, NAME=vis_out, IO=OUT # Задати дані візуалізації
hinge_vis
Дані керування аналізом hinge.cnt¶
# Керувальний файл для FISTR
## Керування аналізом
!VERSION # Задати версію формату файлу
3
!SOLUTION, TYPE=STATIC # Задати тип аналізу
!WRITE,RESULT # Задати виведення даних результатів
!WRITE,VISUAL # Задати виведення даних візуалізації
## Керування розв’язувачем
### Гранична умова
!BOUNDARY
BND0, 1, 3, 0.000000 # Задати закріплену поверхню 1
!BOUNDARY
BND1, 1, 3, 0.000000 # Задати закріплену поверхню 2
!CLOAD
CL0, 1, 0.01000 # Задати навантажену поверхню
### Матеріал
!MATERIAL, NAME=STEEL # Задати властивості матеріалу
!ELASTIC # Визначити пружні властивості
210000.0, 0.3
!DENSITY # Визначити густину маси
7.85e-6
### Налаштування розв’язувача
!SOLVER,METHOD=CG,PRECOND=1,ITERLOG=YES,TIMELOG=YES # Керування розв’язувачем
10000, 2
1.0e-08, 1.0, 0.0
## Керування постобробкою
!VISUAL,method=PSR # Задати метод візуалізації
!surface_num=1 # Кількість поверхонь в одному відображенні поверхні
!surface 1 # Задати вміст поверхні
!output_type=VTK # Задати тип файлу візуалізації
!END # Позначає кінець даних керування аналізом
Керувальні дані розбиття області hecmw_part_ctrl.dat¶
Процедура аналізу¶
Щоб запустити FrontISTR з MPI, спочатку розбийте дані сітки hinge.msh на 4 області.
Вивід:
Oct 07 11:04:52 Info: Reading mesh file...
Oct 07 11:04:52 Info: Starting domain decomposition...
Oct 07 11:04:52 TH(0/8) Info: Creating local mesh for domain #0 ...
Oct 07 11:04:52 TH(2/8) Info: Creating local mesh for domain #1 ...
Oct 07 11:04:52 TH(6/8) Info: Creating local mesh for domain #2 ...
Oct 07 11:04:52 TH(7/8) Info: Creating local mesh for domain #3 ...
Oct 07 11:04:52 Info: Domain decomposition done
Створюються нові файли з іменами hinge_4.x і part.inp.
Вивід:
hecmw_ctrl.dat hecmw_part_ctrl.dat hinge.msh hinge_4.1 hinge_4.3
hecmw_part.log hinge.cnt hinge_4.0 hinge_4.2 part.inp
Далі запустіть виконувану команду FrontISTR fistr1 за допомогою MPI.
(Запуск із 4 процесами MPI та 1 потоком OpenMP)
##################################################################
# FrontISTR #
##################################################################
---
version: 5.1.0
git_hash: acab000c8c633b7b9d596424769e14363f720841
build:
date: 2020-10-05T07:39:55Z
MPI: enabled
OpenMP: enabled
option: "-p --with-tools --with-refiner --with-metis --with-mumps --with-lapack --with-ml --with-mkl "
HECMW_METIS_VER: 5
execute:
date: 2020-10-07T11:07:21+0900
processes: 4
threads: 1
cores: 4
host:
0: flow-p06
1: flow-p06
2: flow-p06
3: flow-p06
---
...
Step control not defined! Using default step=1
fstr_setup: OK
Start visualize PSF 1 at timestep 0
loading step= 1
sub_step= 1, current_time= 0.0000E+00, time_inc= 0.1000E+01
loading_factor= 0.0000000 1.0000000
### 3x3 BLOCK CG, SSOR, 2
1 2.183567E+00
2 2.423900E+00
3 2.939117E+00
...
2084 1.158654E-08
2085 1.032414E-08
2086 9.436273E-09
### Relative residual = 9.43589E-09
### summary of linear solver
2086 iterations 9.435886E-09
set-up time : 4.695220E-02
solver time : 7.103976E+01
solver/comm time : 1.929294E+01
solver/matvec : 1.544405E+01
solver/precond : 3.243278E+01
solver/1 iter : 3.405549E-02
work ratio (%) : 7.284205E+01
Start visualize PSF 1 at timestep 1
### FSTR_SOLVE_NLGEOM FINISHED!
====================================
TOTAL TIME (sec) : 72.42
pre (sec) : 0.29
solve (sec) : 72.13
====================================
FrontISTR Completed !!
Аналіз завершено, коли відображається FrontISTR Completed !!.
Результати аналізу¶
Після завершення аналізу створюється кілька нових файлів.
Вивід:
0.log FSTR.dbg.3 hinge.cnt hinge.res.2.1 hinge_vis_psf.0000
1.log FSTR.msg hinge.msh hinge.res.3.0 hinge_vis_psf.0000.pvtu
2.log FSTR.sta hinge.res.0.0 hinge.res.3.1 hinge_vis_psf.0001
3.log hecmw_ctrl.dat hinge.res.0.1 hinge_4.0 hinge_vis_psf.0001.pvtu
FSTR.dbg.0 hecmw_part.log hinge.res.1.0 hinge_4.1 part.inp
FSTR.dbg.1 hecmw_part_ctrl.dat hinge.res.1.1 hinge_4.2
FSTR.dbg.2 hecmw_vis.ini hinge.res.2.0 hinge_4.3
Файли *.res.* містять дані результатів і результати аналізу для кожного MPI-вузла FrontISTR. Їх можна відображати за допомогою REVOCAP_PrePost та подібних інструментів.
Файли *_vis_* містять дані візуалізації й можуть відображатися універсальним програмним забезпеченням для візуалізації. У цьому прикладі вони виводяться у форматі VTK і відображаються за допомогою ParaView або подібного програмного забезпечення.
Рисунок 4.2.2 Результати аналізу напруження фон Мізеса (відображення у VTK)
Журнал результатів аналізу 0.log¶
fstr_setup: OK
#### Result step= 0
##### Local Summary @Node :Max/IdMax/Min/IdMin####
//U1 0.0000E+00 1 0.0000E+00 1
//U2 0.0000E+00 1 0.0000E+00 1
//U3 0.0000E+00 1 0.0000E+00 1
//E11 0.0000E+00 1 0.0000E+00 1
//E22 0.0000E+00 1 0.0000E+00 1
//E33 0.0000E+00 1 0.0000E+00 1
//E12 0.0000E+00 1 0.0000E+00 1
//E23 0.0000E+00 1 0.0000E+00 1
//E31 0.0000E+00 1 0.0000E+00 1
//S11 0.0000E+00 1 0.0000E+00 1
//S22 0.0000E+00 1 0.0000E+00 1
//S33 0.0000E+00 1 0.0000E+00 1
//S12 0.0000E+00 1 0.0000E+00 1
//S23 0.0000E+00 1 0.0000E+00 1
//S31 0.0000E+00 1 0.0000E+00 1
//SMS 0.0000E+00 1 0.0000E+00 1
##### Local Summary @Element :Max/IdMax/Min/IdMin####
//E11 0.0000E+00 1 0.0000E+00 1
//E22 0.0000E+00 1 0.0000E+00 1
//E33 0.0000E+00 1 0.0000E+00 1
//E12 0.0000E+00 1 0.0000E+00 1
//E23 0.0000E+00 1 0.0000E+00 1
//E31 0.0000E+00 1 0.0000E+00 1
//S11 0.0000E+00 1 0.0000E+00 1
//S22 0.0000E+00 1 0.0000E+00 1
//S33 0.0000E+00 1 0.0000E+00 1
//S12 0.0000E+00 1 0.0000E+00 1
//S23 0.0000E+00 1 0.0000E+00 1
//S31 0.0000E+00 1 0.0000E+00 1
//SMS 0.0000E+00 1 0.0000E+00 1
##### Global Summary @Node :Max/IdMax/Min/IdMin####
//U1 0.0000E+00 14 0.0000E+00 14
//U2 0.0000E+00 14 0.0000E+00 14
//U3 0.0000E+00 14 0.0000E+00 14
//E11 0.0000E+00 14 0.0000E+00 14
//E22 0.0000E+00 14 0.0000E+00 14
//E33 0.0000E+00 14 0.0000E+00 14
//E12 0.0000E+00 14 0.0000E+00 14
//E23 0.0000E+00 14 0.0000E+00 14
//E31 0.0000E+00 14 0.0000E+00 14
//S11 0.0000E+00 14 0.0000E+00 14
//S22 0.0000E+00 14 0.0000E+00 14
//S33 0.0000E+00 14 0.0000E+00 14
//S12 0.0000E+00 14 0.0000E+00 14
//S23 0.0000E+00 14 0.0000E+00 14
//S31 0.0000E+00 14 0.0000E+00 14
//SMS 0.0000E+00 14 0.0000E+00 14
##### Global Summary @Element :Max/IdMax/Min/IdMin####
//E11 0.0000E+00 14 0.0000E+00 14
//E22 0.0000E+00 14 0.0000E+00 14
//E33 0.0000E+00 14 0.0000E+00 14
//E12 0.0000E+00 14 0.0000E+00 14
//E23 0.0000E+00 14 0.0000E+00 14
//E31 0.0000E+00 14 0.0000E+00 14
//S11 0.0000E+00 14 0.0000E+00 14
//S22 0.0000E+00 14 0.0000E+00 14
//S33 0.0000E+00 14 0.0000E+00 14
//S12 0.0000E+00 14 0.0000E+00 14
//S23 0.0000E+00 14 0.0000E+00 14
//S31 0.0000E+00 14 0.0000E+00 14
//SMS 0.0000E+00 14 0.0000E+00 14
#### Result step= 1
##### Local Summary @Node :Max/IdMax/Min/IdMin####
//U1 7.4906E-03 50978 -6.9368E-04 51989
//U2 6.1150E-05 2426 -1.2781E-04 40202
//U3 1.8720E-04 2712 -5.5024E-03 67858
//E11 1.3024E-03 28591 -1.2844E-03 28580
//E22 2.1102E-04 24593 -2.0594E-04 205
//E33 6.8634E-04 51036 -5.9603E-04 67794
//E12 5.2186E-04 209 -5.4559E-04 28641
//E23 2.5417E-04 28521 -3.2956E-04 187
//E31 7.2396E-04 36168 -9.5847E-04 28591
//S11 3.6844E+02 28591 -3.6387E+02 28580
//S22 1.5841E+02 28591 -1.5743E+02 28580
//S33 1.5959E+02 51036 -1.5643E+02 28580
//S12 4.2150E+01 209 -4.4067E+01 28641
//S23 2.0529E+01 28521 -2.6618E+01 187
//S31 5.8474E+01 36168 -7.7415E+01 28591
//SMS 2.5134E+02 28591 3.5157E-02 12726
##### Local Summary @Element :Max/IdMax/Min/IdMin####
//E11 1.0115E-03 9959 -9.7870E-04 9942
//E22 1.5457E-04 13694 -1.4639E-04 7189
//E33 5.9415E-04 44563 -5.0497E-04 47965
//E12 3.5513E-04 9579 -3.9083E-04 9600
//E23 2.0608E-04 9563 -2.3480E-04 9589
//E31 5.7633E-04 43142 -4.8019E-04 9571
//S11 2.6038E+02 9573 -2.5605E+02 9571
//S22 1.0144E+02 9573 -1.0100E+02 9571
//S33 1.3921E+02 44569 -1.1431E+02 47974
//S12 2.8683E+01 9579 -3.1567E+01 9600
//S23 1.6645E+01 9563 -1.8964E+01 9589
//S31 4.6550E+01 43142 -3.8785E+01 9571
//SMS 2.0350E+02 9959 3.4602E-02 28
##### Global Summary @Node :Max/IdMax/Min/IdMin####
//U1 3.9115E-02 82452 -7.1083E-04 65233
//U2 7.4504E-05 354 -5.8813E-04 696
//U3 5.9493E-04 84 -5.8751E-03 61080
//E11 1.3777E-03 130 -1.3653E-03 77625
//E22 4.9199E-04 61 -5.4370E-04 102
//E33 6.8634E-04 51036 -6.1176E-04 30070
//E12 7.1556E-04 27808 -6.8093E-04 27863
//E23 5.3666E-04 56 -5.4347E-04 82
//E31 7.2396E-04 36168 -9.6621E-04 130
//S11 3.8626E+02 130 -3.6387E+02 28580
//S22 1.6628E+02 130 -1.5743E+02 28580
//S33 1.6502E+02 30033 -1.5643E+02 28580
//S12 5.7795E+01 27808 -5.4998E+01 27863
//S23 4.3345E+01 56 -4.3896E+01 82
//S31 5.8474E+01 36168 -7.8040E+01 130
//SMS 2.8195E+02 77625 1.2755E-02 75112
##### Global Summary @Element :Max/IdMax/Min/IdMin####
//E11 1.0731E-03 10485 -1.2123E-03 41779
//E22 3.9143E-04 33536 -4.1389E-04 22892
//E33 5.9415E-04 44563 -5.0497E-04 47965
//E12 5.3264E-04 9163 -5.0405E-04 9161
//E23 3.9226E-04 33024 -4.1464E-04 23465
//E31 5.7633E-04 43142 -4.8019E-04 9571
//S11 2.7231E+02 9180 -2.9763E+02 41779
//S22 1.0792E+02 9180 -1.0656E+02 41779
//S33 1.3921E+02 44569 -1.1431E+02 47974
//S12 4.3021E+01 9163 -4.0712E+01 9161
//S23 3.1683E+01 33024 -3.3490E+01 23465
//S31 4.6550E+01 43142 -3.8785E+01 9571
//SMS 2.4057E+02 41779 3.1383E-02 38687