التحليل الساكن الخطي (المرونة)¶
لإجراء هذا التحليل، استخدم البيانات الموجودة في tutorial/01_elastic_hinge.
نموذج التحليل¶
نموذج التحليل هو جزء مفصلي. يوضَّح شكله في الشكل 4.1.1، وتوضَّح بيانات الشبكة في الشكل 4.1.2.
| البند | الوصف | ملاحظات | المرجع |
|---|---|---|---|
| نوع التحليل | تحليل ساكن خطي | !SOLUTION,TYPE=STATIC | |
| عدد العقد | 84,056 | ||
| عدد العناصر | 49,871 | ||
| نوع العنصر | عنصر رباعي السطوح من الرتبة 2 ذو 10 عقد | !ELEMENT,TYPE=342 | مكتبة العناصر |
| اسم المادة | STEEL | !MATERIAL,NAME=STEEL | بيانات المواد |
| خواص المادة | ELASTIC | !ELASTIC | |
| الشروط الحدّية | تقييد، حمل مركز | ||
| طريقة حل المصفوفة | CG/SSOR | !SOLVER,METHOD=CG,PRECOND=1 |
الشكل 4.1.1 شكل الجزء المفصلي
الشكل 4.1.2 بيانات شبكة الجزء المفصلي
محتوى التحليل¶
فكّ ضغط أرشيف الشيفرة المصدرية لـ FrontISTR، وانتقل إلى دليل هذا المثال، ثم تحقّق من وجود الملفات التالية اللازمة للتحليل
| اسم الملف | النوع | الدور |
|---|---|---|
hecmw_ctrl.dat | بيانات التحكم العامة | يحدد ملفات الإدخال والإخراج لبيانات الشبكة وبيانات التحكم في التحليل |
hinge.cnt | بيانات التحكم في التحليل | يعرّف نوع التحليل وشروط الإزاحة الحدّية والأحمال المركزة وغيرها، كما يحدد التحكم في الحالّ وأداة التصور |
hinge.msh | بيانات الشبكة | يعرّف شبكة العناصر المحدودة وبيانات المواد وبيانات المقاطع الخاصة بها |
موجودة.
ناتج التنفيذ:
يُجرى تحليل إجهاد مع تقييد إزاحة الأسطح المقيّدة الموضحة في الشكل 4.1.1 وتطبيق حمل مركز على سطح التحميل. تُعرض بيانات التحكم العامة وبيانات التحكم في التحليل أدناه.
بيانات التحكم العامة hecmw_ctrl.dat¶
يحدد هذا الملف ملفات الإدخال والإخراج لبيانات الشبكة وبيانات التحكم في التحليل.
#
# للمحلّل
#
!MESH, NAME=fstrMSH, TYPE=HECMW-ENTIRE # تحديد ملف بيانات شبكة واحد
hinge.msh
!CONTROL, NAME=fstrCNT # تحديد بيانات التحكم في التحليل
hinge.cnt
!RESULT, NAME=fstrRES, IO=OUT # تحديد بيانات النتائج
hinge.res
!RESULT, NAME=vis_out, IO=OUT # تحديد بيانات التصور
hinge_vis
بيانات التحكم في التحليل hinge.cnt¶
يعرّف هذا الملف نوع التحليل وشروط الإزاحة الحدّية والأحمال المركزة وغيرها، كما يحدد التحكم في الحالّ وأداة التصور.
# ملف التحكم لـ FISTR
## التحكم في التحليل
!VERSION # تحديد إصدار تنسيق الملف
3
!SOLUTION, TYPE=STATIC # تحديد نوع التحليل
!WRITE,RESULT # تحديد إخراج بيانات النتائج
!WRITE,VISUAL # تحديد إخراج بيانات التصور
## التحكم في الحالّ
### الشرط الحدّي
!BOUNDARY
BND0, 1, 3, 0.000000 # تحديد السطح المقيّد 1
!BOUNDARY
BND1, 1, 3, 0.000000 # تحديد السطح المقيّد 2
!CLOAD
CL0, 1, 0.01000 # تحديد سطح التحميل
### المادة
!MATERIAL, NAME=STEEL # تحديد خصائص المادة
!ELASTIC # تعريف المادة المرنة
210000.0, 0.3
!DENSITY # تعريف كثافة الكتلة
7.85e-6
### إعدادات الحالّ
!SOLVER,METHOD=CG,PRECOND=1,ITERLOG=YES,TIMELOG=YES # التحكم في الحالّ
10000, 1
1.0e-08, 1.0, 0.0
## التحكم في المعالجة اللاحقة
!VISUAL,method=PSR # تحديد طريقة التصور
!surface_num=1 # عدد الأسطح في عملية تصيير سطح واحدة (1 عملية)
!surface 1 # تحديد محتوى السطح
!output_type=VTK # تحديد نوع ملف التصور
!END # الإشارة إلى نهاية بيانات التحكم في التحليل
بيانات الشبكة¶
يعرّف هذا الملف شبكة العناصر المحدودة وبيانات المواد وبيانات المقاطع الخاصة بها.
(مقتطف فقط)
!HEADER
HECMW_Msh File generated by REVOCAP
!NODE
1, -1.22042, 2.23355, 1.65220
2, -1.27050, -3.10529, 1.59209
...
!ELEMENT, TYPE=342
1, 1157, 3549, 3321, 3739, 12629, 12627, 12626, 12628, 12631, 12630
2, 8207, 3321, 3549, 3739, 12629, 12633, 12632, 12634, 12630, 12631
...
!MATERIAL, NAME=STEEL, ITEM=2
!ITEM=1, SUBITEM=2
210000.0, 0.3
!ITEM=2, SUBITEM=1
7.85e-6
!SECTION, TYPE=SOLID, EGRP=Solid0, MATERIAL=STEEL
!EGROUP, EGRP=Solid0
1
2
...
!END
إجراءات التحليل¶
شغّل الأمر التنفيذي لـ FrontISTR وهو fistr1.
(التنفيذ باستخدام 4 خيوط)
##################################################################
# 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: 2020-10-07T10:01:16+0900
processes: 1
threads: 4
cores: 4
host:
0: 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, 1
1 1.903375E+00
2 1.974378E+00
3 2.534627E+00
...
...
2967 1.080216E-08
2968 1.004317E-08
2969 9.375729E-09
### Relative residual = 9.39429E-09
### summary of linear solver
2969 iterations 9.394286E-09
set-up time : 1.953022E-01
solver time : 5.704201E+01
solver/comm time : 5.145826E-01
solver/matvec : 2.306329E+01
solver/precond : 2.632665E+01
solver/1 iter : 1.921253E-02
work ratio (%) : 9.909789E+01
Start visualize PSF 1 at timestep 1
### FSTR_SOLVE_NLGEOM FINISHED!
====================================
TOTAL TIME (sec) : 59.99
pre (sec) : 0.71
solve (sec) : 59.29
====================================
FrontISTR Completed !!
يكتمل التحليل عند ظهور FrontISTR Completed !!.
نتائج التحليل¶
عند اكتمال التحليل، تُنشأ عدة ملفات جديدة.
ناتج التنفيذ:
0.log hecmw_ctrl.dat hinge.res.0.0 hinge_vis_psf.0001
FSTR.dbg.0 hecmw_vis.ini hinge.res.0.1 hinge_vis_psf.0001.pvtu
FSTR.msg hinge.cnt hinge_vis_psf.0000
FSTR.sta hinge.msh hinge_vis_psf.0000.pvtu
تُسمّى ملفات *.res.* بيانات النتائج، وهي تحتوي على نتائج تحليل FrontISTR. ويمكن عرضها باستخدام REVOCAP_PrePost وأدوات مماثلة.
تُسمّى ملفات *_vis_* بيانات التصور، ويمكن عرضها باستخدام برامج تصور عامة. في هذا المثال، تُخرج البيانات بتنسيق VTK، لذا استخدم ParaView أو برنامجًا مماثلًا لعرضها.
يوضح الشكل 4.1.3 مخطط كنتور لإجهاد فون ميزس أُنشئ باستخدام REVOCAP_PrePost. كما يرد أدناه جزء من ملف سجل نتائج التحليل بوصفه بيانات رقمية لنتائج التحليل.
الشكل 4.1.3 نتيجة تحليل إجهاد فون ميزس
سجل نتائج التحليل 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 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
##### Global 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
#### Result step= 1
##### Local 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
##### Local 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
##### 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