Анализ на честотния отклик¶
За извършването на този анализ се използват данните от tutorial/17_freq_beam.
Обект на анализа¶
Обектът на анализа е конзолна греда; формата ѝ е показана на фигура 4.17.1, а данните за мрежата — на фигура 4.17.2.
| Позиция | Описание | Бележки | Справка |
|---|---|---|---|
| Тип анализ | Анализ на честотния отклик | !SOLUTION,TYPE=EIGEN !SOLUTION,TYPE=DYNAMIC | |
| Брой възли | 55 | ||
| Брой елементи | 126 | ||
| Тип елемент | 4-възлов линеен тетраедърен елемент | !ELEMENT,TYPE=341 | |
| Име на материала | Material-1 | !MATERIAL,NAME=Material-1 | |
| Гранични условия | Закрепване, концентрирано натоварване, собствени стойности | !EIGENREAD | |
| Матричен решател | CG/SSOR | !SOLVER,METHOD=CG,PRECOND=1 |
Съдържание на анализа¶
Единият край на анализираната конзолна греда е напълно закрепен и се извършва анализ на честотния отклик чрез прилагане на концентрирани натоварвания към два възела в противоположния край.
Първо се извършва модален анализ до 10-ата форма при същите гранични условия, след което анализът се извършва с използване на собствените стойности и собствените вектори до 5-ата форма. Общите управляващи данни и управляващите данни за анализа на модалния анализ и анализа на честотния отклик са показани по-долу.
Общи управляващи данни hecmw_ctrl_eigen.dat¶
##
## HEC-MW control file for FrontSTR
## Auto created by fstr_srun.sh
## Fri Nov 26 16:02:33 2010
##
!MESH, NAME=fstrMSH,TYPE=HECMW-ENTIRE
beam.msh
!CONTROL,NAME=fstrCNT
beam_eigen.cnt
!RESULT,NAME=fstrRES,IO=OUT
eig_beam.res
!RESULT,NAME=vis_out,IO=OUT
beam.vis
Общи управляващи данни hecmw_ctrl_freq.dat¶
##
## HEC-MW control file for FrontSTR
## Auto created by fstr_srun.sh
## Fri Nov 26 16:02:33 2010
##
!MESH, NAME=fstrMSH,TYPE=HECMW-ENTIRE
beam.msh
!CONTROL,NAME=fstrCNT
beam_freq.cnt
!RESULT,NAME=fstrRES,IO=OUT
beam.res
!RESULT,NAME=vis_out,IO=OUT
beam.vis
!RESULT,NAME=fstrDYNA,IO=OUT
beam_dyna.res
!RESULT,NAME=result-in,IO=IN
eig_beam.res
При анализа на честотния отклик собствените вектори се четат от резултатните файлове, изведени от модалния анализ в eig_beam.res, затова те се задават като NAME=result-in. Резултатите от разглеждането на честотата се извеждат в beam.res за NAME=fstrRES, а резултатите във времева функция при честотата, зададена в !DYNAMIC (15000 Hz), се извеждат в beam_dyna.res за NAME=fstrDYNA (→ !RESULT).
Управляващи данни за анализа beam_eigen.cnt¶
# Control File for FISTR
!VERSION
3
!WRITE,RESULT
!WRITE,VISUAL
!SOLUTION, TYPE=EIGEN
!EIGEN
10, 1.0E-8, 60
!BOUNDARY
_PickedSet4, 1, 3, 0.0
!SOLVER,METHOD=CG,PRECOND=1,ITERLOG=NO,TIMELOG=YES
10000, 1
1.0e-8, 1.0, 0.0
!VISUAL,method=PSR
!surface_num=1
!surface 1
!output_type=VTK
!END
Управляващи данни за анализа beam_freq.cnt¶
# Control File for FISTR
!VERSION
3
!WRITE,RESULT
!WRITE,VISUAL
!SOLUTION, TYPE=DYNAMIC
!DYNAMIC
11 , 2
14000, 16000, 20, 15000.0
0.0, 6.6e-5
1, 1, 0.0, 7.2E-7
10, 2, 1
1, 1, 1, 1, 1, 1
!EIGENREAD
eigen_0.log
1, 5
!BOUNDARY
_PickedSet4, 1, 3, 0.0
!FLOAD, LOAD CASE=2
_PickedSet5, 2, 1.
!FLOAD, LOAD CASE=2
_PickedSet6, 2, 1.
!SOLVER,METHOD=CG,PRECOND=1,ITERLOG=NO,TIMELOG=YES
10000, 1
1.0e-8, 1.0, 0.0
!VISUAL,method=PSR
!surface_num=1
!surface 1
!output_type=VTK
!END
Процедура за анализ¶
Първо преименувайте общите управляващи данни hecmw_ctrl_eigen.dat за модалния анализ на hecmw_ctrl.dat и изпълнете модалния анализ.
След това преименувайте общите управляващи данни hecmw_ctrl_freq.dat за анализа на честотния отклик на hecmw_ctrl.dat и лог файла с резултатите от модалния анализ 0.log на eigen_0.log (като е зададен в управляващите данни за анализа на честотния отклик) и изпълнете анализа на честотния отклик.
cp hecmw_ctrl_eigen.dat hecmw_ctrl.dat
fistr1 -t 4
mv 0.log eigen_0.log
cp hecmw_ctrl_freq.dat hecmw_ctrl.dat
fistr1 -t 4
Паралелно изпълнение¶
Когато същите данни се разделят на 2 области и се изпълнят паралелно, модалният анализ и анализът на честотния отклик се изпълняват върху една и съща разпределена мрежа. Всеки процес на анализа на честотния отклик чете собствените вектори от резултатните файлове, изведени от модалния анализ за всяка подобласт, затова резултатите от модален анализ, извършен последователно, или от модален анализ, извършен с друго разделяне на мрежата, не могат да се използват (→ тип анализ).
Първо създайте следващите общи управляващи данни hecmw_ctrl_part.dat и управляващи данни за разделянето на мрежата hecmw_part_ctrl.dat и разделете данните за мрежата на 2 области.
След това променете NAME=fstrMSH и в hecmw_ctrl_eigen.dat, и в hecmw_ctrl_freq.dat на данните за мрежата след разделянето.
В същия ред, като при последователното изпълнение, извършете модалния анализ и анализа на честотния отклик с 2 процесса.
cp hecmw_ctrl_part.dat hecmw_ctrl.dat
hecmw_part1
cp hecmw_ctrl_eigen.dat hecmw_ctrl.dat
mpirun -np 2 fistr1 -t 1
mv 0.log eigen_0.log
cp hecmw_ctrl_freq.dat hecmw_ctrl.dat
mpirun -np 2 fistr1 -t 1
Списъкът със собствените стойности се извежда само в лог файла 0.log на ранг 0, затова той се преименува на eigen_0.log. Резултатните файлове се извеждат за всеки процес, например beam_dyna.res.<ранг>.<номер>. Връзката между честотата и амплитудата на преместването на наблюдавания възел се извежда в лог файла (<ранг>.log) на процеса, който обслужва този възел. Получените стойности съвпадат с резултатите от последователното изпълнение в рамките на грешката от закръгляне.
Резултати от анализа¶
Връзката между честотата и амплитудата на преместването на наблюдавания възел (номер на възела 1), зададен в управляващите данни за анализа, е показана на фигура 4.17.3; графиката е изградена в Microsoft Excel. В допълнение, като числови данни за резултатите от анализа, по-долу е показана част от лог файла с резултатите от анализа.
Лог на резултатите от анализа 0.log (анализ на честотния отклик)¶
fstr_setup: OK
Rayleigh alpha: 0.0000000000000000
Rayleigh beta: 7.1999999999999999E-007
read from=eigen_0.log
start mode= 1
end mode= 5
start frequency: 14000.000000000000
end frequency: 16000.000000000000
number of the sampling points 20
monitor nodeid= 1
14100.000000000000 [Hz] : 8.3935554529723885E-002
14100.000000000000 [Hz] : 1 .res
14200.000000000000 [Hz] : 9.1211083509607632E-002
14200.000000000000 [Hz] : 2 .res
14300.000000000000 [Hz] : 9.9579777896922961E-002
14300.000000000000 [Hz] : 3 .res
14400.000000000000 [Hz] : 0.10914967594967491
14400.000000000000 [Hz] : 4 .res
14500.000000000000 [Hz] : 0.11992223203326918
14500.000000000000 [Hz] : 5 .res
14600.000000000000 [Hz] : 0.13164981801806747
14600.000000000000 [Hz] : 6 .res
14700.000000000000 [Hz] : 0.14360931008440975
14700.000000000000 [Hz] : 7 .res
14800.000000000000 [Hz] : 0.15436500205940235
14800.000000000000 [Hz] : 8 .res
14900.000000000000 [Hz] : 0.16180768408076251
14900.000000000000 [Hz] : 9 .res
15000.000000000000 [Hz] : 0.16388019610373711
15000.000000000000 [Hz] : 10 .res
15100.000000000000 [Hz] : 0.15982110598747551
15100.000000000000 [Hz] : 11 .res
15200.000000000000 [Hz] : 0.15074650286398145
15200.000000000000 [Hz] : 12 .res
15300.000000000000 [Hz] : 0.13885370598993371
15300.000000000000 [Hz] : 13 .res
15400.000000000000 [Hz] : 0.12618976409021948
15400.000000000000 [Hz] : 14 .res
15500.000000000000 [Hz] : 0.11405716994112736
15500.000000000000 [Hz] : 15 .res
15600.000000000000 [Hz] : 0.10306231010139058
15600.000000000000 [Hz] : 16 .res
15700.000000000000 [Hz] : 9.3374567545990342E-002
15700.000000000000 [Hz] : 17 .res
15800.000000000000 [Hz] : 8.4945897112663621E-002
15800.000000000000 [Hz] : 18 .res
15900.000000000000 [Hz] : 7.7641947016103510E-002
15900.000000000000 [Hz] : 19 .res
16000.000000000000 [Hz] : 7.1307642422355627E-002
16000.000000000000 [Hz] : 20 .res
start time: 0.0000000000000000
end time: 6.6000000000000005E-005
frequency: 15000.000000000000
node id: 1
num disp: 10
time= 0.0000000000000000 : 1 .res
time= 0.0000000000000000 : 1 .vis
time= 6.6000000000000003E-006 : 2 .res
time= 6.6000000000000003E-006 : 2 .vis
time= 1.3200000000000001E-005 : 3 .res
time= 1.3200000000000001E-005 : 3 .vis
time= 1.9800000000000000E-005 : 4 .res
time= 1.9800000000000000E-005 : 4 .vis
time= 2.6400000000000001E-005 : 5 .res
time= 2.6400000000000001E-005 : 5 .vis
time= 3.3000000000000003E-005 : 6 .res
time= 3.3000000000000003E-005 : 6 .vis
time= 3.9600000000000000E-005 : 7 .res
time= 3.9600000000000000E-005 : 7 .vis
time= 4.6200000000000005E-005 : 8 .res
time= 4.6200000000000005E-005 : 8 .vis
time= 5.2800000000000003E-005 : 9 .res
time= 5.2800000000000003E-005 : 9 .vis
time= 5.9400000000000000E-005 : 10 .res
time= 5.9400000000000000E-005 : 10 .vis