Frekvensresponsanalyse¶
Til denne analyse anvendes dataene i tutorial/17_freq_beam.
Analyseobjekt¶
Analyseobjektet er en udkragningsbjælke. Geometrien vises i figur 4.17.1, og meshdataene vises i figur 4.17.2.
| Punkt | Indhold | Bemærkninger | Reference |
|---|---|---|---|
| Analysetype | Frekvensresponsanalyse | !SOLUTION,TYPE=EIGEN !SOLUTION,TYPE=DYNAMIC | |
| Antal knuder | 55 | ||
| Antal elementer | 126 | ||
| Elementtype | 4-knuds lineært tetraederelement | !ELEMENT,TYPE=341 | |
| Materialenavn | Material-1 | !MATERIAL,NAME=Material-1 | |
| Randbetingelse | Fastholdelse, koncentreret last, egenværdier | !EIGENREAD | |
| Matrixløser | CG/SSOR | !SOLVER,METHOD=CG,PRECOND=1 |
Analyseindhold¶
Der udføres en frekvensresponsanalyse, hvor enden af udkragningsbjælken fastholdes fuldstændigt, og koncentrerede laster påføres to knuder i den modsatte ende.
Som procedure udføres først en modalanalyse op til 10. orden med de samme randbetingelser, hvorefter analysen udføres med egenværdier og egenvektorer op til 5. orden. De overordnede styringsdata og analysestyringsdataene til modalanalysen og frekvensresponsanalysen vises nedenfor.
Overordnede styringsdata 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
Overordnede styringsdata 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
I frekvensresponsanalysen læses egenvektorerne fra resultatfilen, som modalanalysen skrev til eig_beam.res, og den angives med NAME=result-in. Resultaterne fra frekvenssweepet skrives til beam.res under NAME=fstrRES, og tidsserie-resultaterne ved den frekvens, der er angivet i !DYNAMIC (15000 Hz), skrives til beam_dyna.res under NAME=fstrDYNA (→ !RESULT).
Analysestyringsdata 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
Analysestyringsdata 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
Analyseprocedure¶
Omdøb først de overordnede styringsdata til modalanalysen, hecmw_ctrl_eigen.dat, til hecmw_ctrl.dat, og udfør modalanalysen.
Omdøb derefter de overordnede styringsdata til frekvensresponsanalysen, hecmw_ctrl_freq.dat, til hecmw_ctrl.dat, og omdøb logfilen over analyseresultaterne fra modalanalysen, 0.log, til eigen_0.log (som angives i analysestyringsdataene til frekvensresponsanalysen), og udfør frekvensresponsanalysen.
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
Parallel udførelse¶
Når de samme data partitioneres i to områder og køres parallel, udføres modalanalysen og frekvensresponsanalysen på samme distribuerede mesh. Hver proces i frekvensresponsanalysen læser egenvektorerne fra de resultatfiler, som modalanalysen skrev for hvert deldomæne, så resultaterne fra en modalanalyse kørt sekventielt eller med en anden meshpartitionering kan ikke bruges (→ Analysetype).
Først oprettes de overordnede styringsdata hecmw_ctrl_part.dat og meshpartitioneringsstyringsdataene hecmw_part_ctrl.dat nedenfor, og meshdataene partitioneres i to områder.
Herefter ændres angivelsen NAME=fstrMSH i begge filer, hecmw_ctrl_eigen.dat og hecmw_ctrl_freq.dat, til meshdataene efter partitionering.
Modalanalysen og frekvensresponsanalysen køres med to processer i samme rækkefølge som ved sekventiel udførelse.
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
Listen over egenværdier skrives kun til logfilen 0.log for rank 0, så den omdøbes til eigen_0.log. Resultatfilerne skrives pr. proces i formen beam_dyna.res.<rank>.<nummer>. Sammenhængen mellem frekvens og forskydningsamplitude for overvågningsknuden skrives til logfilen (<rank>.log) for den proces, der har knuden. De opnåede værdier stemmer overens med resultatet fra sekventiel udførelse inden for afrundingsfejl.
Analyseresultater¶
Sammenhængen mellem frekvens og forskydningsamplitude for overvågningsknuden (knude nr. 1), der er angivet i analysestyringsdataene, oprettes i Microsoft Excel og vises i figur 4.17.3. Derudover vises et uddrag af logfilen over analyseresultaterne nedenfor som numeriske analyseresultater.
Log over analyseresultater 0.log (Frekvensresponsanalyse)¶
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