સ્ટેપ નિયંત્રણ¶

FrontISTR નું માળખાકીય વિશ્લેષણ સીમા શરતો, ભાર, સંપર્ક અને તત્ત્વ સક્રિયકરણને દરેક સ્ટેપ પ્રમાણે બદલીને આગળ વધે છે. આ પૃષ્ઠમાં દરેક સ્ટેપનો સમયગાળો, સબસ્ટેપ, અભિસરણ માપદંડ અને નિશ્ચિત વૃદ્ધિ તથા સ્વચાલિત વૃદ્ધિ/cutback વચ્ચેની પસંદગી સમજાવવામાં આવે છે.

વિશ્લેષણ સમયમાં વપરાતા શબ્દો¶

આ પૃષ્ઠમાં વિશ્લેષણ સમય માટે નીચેના શબ્દો વપરાય છે.

• વર્તમાન સમય: વિશ્લેષણ શરૂ થયા પછીનો કુલ વીતી ગયેલો સમય.
• સ્ટેપ સમય: વર્તમાન સ્ટેપ શરૂ થયા પછીનો વીતી ગયેલો સમય.
• સમયગાળો: એક સ્ટેપમાં આગળ વધારવામાં આવતો વિશ્લેષણ સમય.
• સાપેક્ષ સમય: સ્ટેપ સમયને સમયગાળાથી ભાગ્યા પછીનું મૂલ્ય. સ્ટેપની શરૂઆતમાં 0 અને અંતે 1.
• સમય વૃદ્ધિ: વર્તમાન સમયથી આગળનું સંતુલન ગણવામાં આવનાર સમય સુધીનો વધારો.

કાર્યક્ષમતાનો સારાંશ¶

સ્ટેપ નિયંત્રણ નીચેના પાસાઓથી બનેલું છે.

સ્થિર વિશ્લેષણમાં નિશ્ચિત વૃદ્ધિ અને સ્વચાલિત વૃદ્ધિ/cutback પસંદ કરી શકાય છે. ગતિશીલ વિશ્લેષણમાં પણ અનેક !STEP દ્વારા શરતો બદલી શકાય છે, અને નિશ્ચિત વૃદ્ધિનો સમય વધારો તથા સ્ટેપ સમયગાળો !STEP માં આપવાની ભલામણ છે. !DYNAMIC ના n_step અને t_delta ને !STEP છોડવામાં આવે ત્યારે અથવા પાછળની સુસંગતતા માટે મૂળભૂત મૂલ્ય તરીકે ગણવામાં આવે છે. અરેખીય અવ્યક્ત પદ્ધતિમાં સ્વચાલિત વૃદ્ધિ/cutback વાપરી શકાય છે. ઉષ્મા વહન વિશ્લેષણનું સમય નિયંત્રણ !STEP દ્વારા નહીં પરંતુ !HEAT ના સમય-સ્ટેપ નિર્દેશ દ્વારા થાય છે.

સ્ટેપમાં સક્રિય થતી શરતો જૂથ ID દ્વારા નિર્ધારિત થાય છે. સીમા શરતો, ભાર, સંપર્ક અને તત્ત્વ સક્રિયકરણને સ્ટેપ પ્રમાણે બદલી શકાય છે; તેથી તબક્કાવાર ભાર, સંપર્ક શરતોનું સ્વિચિંગ અને બાંધકામ ક્રમ ધરાવતું વિશ્લેષણ એક જ વિશ્લેષણ નિયંત્રણ ફાઇલમાં દર્શાવી શકાય છે. તત્ત્વ સક્રિયકરણ/નિષ્ક્રિયકરણ મોડની પસંદગી માટે તત્ત્વનું સક્રિયકરણ/નિષ્ક્રિયકરણ જુઓ.

સ્ટેપ નિયંત્રણની પસંદગી¶

વૃદ્ધિ પદ્ધતિ વિશ્લેષણની અરેખીયતા અને જરૂરી આઉટપુટ સમયના આધારે પસંદ કરો.

• રેખીય વિશ્લેષણ અથવા એક જ સ્ટેપમાં પૂર્ણ થતા વિશ્લેષણમાં વૃદ્ધિ નિયંત્રણને સૂક્ષ્મ રીતે ગોઠવવાની ઘણી વાર જરૂર નથી.
• ભાર અને પ્રતિભાવ સરળતાથી બદલાતા અરેખીય સ્થિર વિશ્લેષણમાં નિશ્ચિત વૃદ્ધિ ઘણી વાર પૂરતી હોય છે. અભિસરણ મુશ્કેલ હોય તો સમય વૃદ્ધિ ઘટાડો.
• સંપર્ક શરૂ/સમાપ્ત થવો, યીલ્ડિંગનો વિકાસ, વિશાળ વિરૂપતા અથવા સામગ્રી અરેખીયતામાં અચાનક ફેરફાર ધરાવતા વિશ્લેષણમાં સ્વચાલિત વૃદ્ધિ/cutback ને પ્રથમ વિચારવું. સરળ અભિસરણ વિસ્તારમાં વૃદ્ધિ મોટી અને મુશ્કેલ વિસ્તારમાં નાની કરી શકાય છે.
• સ્વચાલિત વૃદ્ધિ સાથે ચોક્કસ સમયે પરિણામ જોઈએ તો આઉટપુટ સમય સૂચિ પણ વાપરો.

અભિસરણ માપદંડ મૂલ્યોને વિશ્લેષણ સ્થિરતા અને ગણતરી સમય વચ્ચે સંતુલન રાખીને ગોઠવો. કડક અભિસરણ માપદંડ સંતુલનની ચોકસાઈ વધારશે પરંતુ પુનરાવર્તનોની સંખ્યા વધશે. સંપર્ક અથવા Lagrange ગુણક ધરાવતા વિશ્લેષણમાં સામાન્ય અવશેષ માપદંડ સિવાય સંપર્ક પુનરાવર્તન સંખ્યા અને Lagrange ગુણકનો નિર્ણય પણ ગણતરીની પ્રગતિને અસર કરે છે.

સ્થિર વિશ્લેષણનું સ્ટેપ નિયંત્રણ¶

સ્થિર વિશ્લેષણ એક અથવા અનેક વિશ્લેષણ સ્ટેપથી બને છે. સ્ટેપના પુનરાવર્તનને સ્ટેપ લૂપ અને એક સ્ટેપને સમય વૃદ્ધિઓમાં વહેંચીને ઉકેલવાના પુનરાવર્તનને સબસ્ટેપ લૂપ કહે છે. દરેક સબસ્ટેપમાં નિર્ધારિત સમયના ભાર ગુણક, સીમા શરતો, સંપર્ક સ્થિતિ વગેરે વડે સંતુલન ગણતરી થાય છે.

નિશ્ચિત વૃદ્ધિમાં સ્ટેપની અંદર સમય વૃદ્ધિ નિર્ધારિત મૂલ્યથી આગળ વધે છે. અભિસરણ નિષ્ફળ જાય તો તે સમયે વિશ્લેષણ સમાપ્ત થાય છે.

સ્વચાલિત વૃદ્ધિ/cutback માં અગાઉના સબસ્ટેપની અભિસરણ સ્થિતિ પરથી આગામી સમય વૃદ્ધિનું આધાર મૂલ્ય dtime_base સુધારવામાં આવે છે. અભિસરણ નિષ્ફળ જાય તો અગાઉ સાચવેલી સ્થિતિ પર પાછા જઈ, વધુ નાની સમય વૃદ્ધિથી એ જ સમયગાળો ફરી ગણવામાં આવે છે.

સ્વચાલિત વૃદ્ધિ/cutback નો પ્રવાહ નીચે મુજબ છે.

1. સ્ટેપ શરૂ થાય ત્યારે પ્રારંભિક સમય વૃદ્ધિને dtime_base બનાવો.
2. સ્ટેપ અંત સમય અથવા આગામી આઉટપુટ સમયને ન વટાવે તે રીતે વાસ્તવિક સમય વૃદ્ધિ નક્કી કરો.
3. વર્તમાન સમયથી સમય વૃદ્ધિ જેટલા આગળના સમયે સંતુલન ગણતરી કરો.
4. અભિસરણ થાય તો સમય આગળ વધારો અને અભિસરણ સ્થિતિ પ્રમાણે આગામી dtime_base વધારો અથવા ઘટાડો.
5. અભિસરણ ન થાય તો સ્થિતિ પુનઃસ્થાપિત કરો અને cutback ઘટાડા ગુણોત્તરથી dtime_base નાનું કરીને ફરી ગણતરી કરો.
6. વર્તમાન સમય સ્ટેપ અંત સમય સુધી પહોંચે ત્યારે સ્ટેપ પૂર્ણ કરો.

વૃદ્ધિ વધારવા/ઘટાડવાનો નિર્ણય અગાઉના સબસ્ટેપની પુનરાવર્તન સ્થિતિ પરથી થાય છે. નિર્ણય માટેના મુખ્ય ત્રણ પરિમાણ નીચે છે.

N_max, N_sum, N_contમાંથી કોઈપણ ઘટાડા માટેની મર્યાદા ઓળંગે તેવી સ્થિતિ નિર્ધારિત સંખ્યાબાર ચાલુ રહે તો સમય વૃદ્ધિ ઘટાડવામાં આવે છે. બીજી તરફ, ત્રણેય પરિમાણો વધારા માટેની મર્યાદાની અંદર રહે તેવી સ્થિતિ નિર્ધારિત સંખ્યાબાર ચાલુ રહે તો સમય વૃદ્ધિ વધારવામાં આવે છે. વધારતી વખતે સમય વૃદ્ધિની ઉપરની મર્યાદા ન વટાય તે રીતે ગોઠવાય છે.

સ્વચાલિત વૃદ્ધિ/cutback માં નીચેની પરિસ્થિતિઓમાં વિશ્લેષણ નિષ્ફળ માનીને સમાપ્ત થાય છે.

• સ્ટેપ પૂર્ણ થવા પહેલાં સબસ્ટેપની મહત્તમ સંખ્યા પહોંચી જાય.
• સમય વૃદ્ધિનું આધાર મૂલ્ય સમય વૃદ્ધિની નીચલી મર્યાદાથી નીચે જાય.
• સતત cutback ની સંખ્યા તેની ઉપરની મર્યાદા સુધી પહોંચે.

નીચેના ઉદાહરણમાં સ્વચાલિત વૃદ્ધિ સક્રિય છે; પ્રારંભિક સમય વૃદ્ધિ 0.01, સ્ટેપ સમયગાળો 2.5, સમય વૃદ્ધિની નીચલી મર્યાદા 1E-5, ઉપરની મર્યાદા 0.3 અને મહત્તમ સબસ્ટેપ સંખ્યા 200 છે. સ્વચાલિત વૃદ્ધિ પરિમાણ સમૂહ AP1 અને કુલ સમય 1.5, 2.7, 3.9 ની આઉટપુટ સમય સૂચિ TP1 સ્ટેપને સોંપવામાં આવી છે.

!AUTOINC_PARAM, NAME=AP1
0.25, 10, 50, 10, 1
1.25,  1,  1,  1, 2
0.25,  5
!TIME_POINTS, TIME=TOTAL, NAME=TP1
1.5
2.7
3.9
!STEP, INC_TYPE=AUTO, SUBSTEPS=200, AUTOINCPARAM=AP1, TIMEPOINTS=TP1
0.01, 2.5, 1E-5, 0.3

ઇનપુટ સ્વરૂપ અને દરેક પરિમાણના મૂળભૂત મૂલ્યો માટે !STEP, !AUTOINC_PARAM, !TIME_POINTS જુઓ.

ગતિશીલ વિશ્લેષણનું સ્ટેપ નિયંત્રણ¶

ગતિશીલ વિશ્લેષણના સીધી સમય સમાકલનમાં !DYNAMIC વડે ઉકેલ પદ્ધતિ અને સમય-સમાકલન પરિમાણો નિર્ધારિત કરો અને !STEP વડે વિશ્લેષણ સ્ટેપ, સીમા શરત/ભાર જૂથો તથા વૃદ્ધિ પદ્ધતિ નિર્ધારિત કરો. !STEP છોડવામાં આવે તો તમામ સીમા શરતો અને ભાર સક્રિય હોય એવું એક-સ્ટેપ વિશ્લેષણ માનવામાં આવે છે.

નિશ્ચિત વૃદ્ધિમાં !STEP ની બીજી પંક્તિમાં DTIME, ETIME આપી દરેક સ્ટેપ માટે સમય વૃદ્ધિ અને સ્ટેપ સમયગાળો નિયંત્રિત કરો. અનેક !STEP વ્યાખ્યાયિત કરવાથી દરેક સ્ટેપમાં સક્રિય થતી સીમા શરતો અને ભાર જૂથો બદલી શકાય છે. !DYNAMIC ના t_delta અને n_step ને !STEP છોડેલી જૂની એક-સ્ટેપ ઇનપુટ શૈલી અથવા પાછળની સુસંગતતા માટે મૂળભૂત મૂલ્યો માનવામાં આવે છે. નવા ઇનપુટમાં નિશ્ચિત વૃદ્ધિ હોવા છતાં !STEP વડે સમય શરતો સ્પષ્ટ આપવાની ભલામણ છે.

સ્વચાલિત વૃદ્ધિ વાપરવા માટે !STEP, INC_TYPE=AUTO નિર્ધારિત કરો અને પ્રારંભિક સમય વૃદ્ધિ, સ્ટેપ સમયગાળો, સમય વૃદ્ધિની નીચલી અને ઉપરની મર્યાદા !STEP ની ડેટા લાઇનમાં આપો. અરેખીય અવ્યક્ત પદ્ધતિમાં Newton પુનરાવર્તન અથવા સંપર્ક પુનરાવર્તનની સ્થિતિ પ્રમાણે સમય વૃદ્ધિ વધઘટે છે; અભિસરણ ન થાય તો અગાઉની સ્થિતિ પર પાછા જઈ નાની સમય વૃદ્ધિથી ફરી ગણતરી થાય છે.

!STEP નું TYPE (STATIC/VISCO) સ્ટેપની સામગ્રી સમય-આશ્રિતતા માટેનું સ્વિચ છે અને માત્ર સ્થિર વિશ્લેષણમાં માન્ય છે. ગતિશીલ વિશ્લેષણમાં તેનો ઉપયોગ થતો નથી; સમય વૃદ્ધિ હંમેશા વાસ્તવિક સમય માનવામાં આવે છે, તેથી ગતિશીલ વિશ્લેષણના !STEP માં TYPE આપવાથી અસર થતી નથી.

સમય સમાકલન પદ્ધતિ અને Newmark-β પદ્ધતિના ગુણાંકો વગેરે !DYNAMIC માં નિર્ધારિત થાય છે. ઇનપુટ સ્વરૂપ માટે !DYNAMIC અને !STEP જુઓ.

ઉષ્મા વહન વિશ્લેષણનું સ્ટેપ નિયંત્રણ¶

ઉષ્મા વહન વિશ્લેષણનો સમય-સ્ટેપ !HEAT માં નિર્ધારિત થાય છે. !HEAT માં સમય-સ્ટેપ, અંત સમય, લઘુત્તમ સમય-સ્ટેપ, મહત્તમ તાપમાન ફેરફાર, પુનરાવર્તન સંખ્યા, અભિસરણ માપદંડ મૂલ્ય વગેરેને એક સમૂહ તરીકે આપવામાં આવે છે.

ઉષ્મા વહન વિશ્લેષણનું સમય નિયંત્રણ માળખાકીય સ્થિર વિશ્લેષણના !STEP, INC_TYPE=AUTO થી અલગ વ્યવસ્થાથી કાર્ય કરે છે. તેથી ઉષ્મા વહન વિશ્લેષણમાં સમય-સ્ટેપ ગોઠવતી વખતે !STEP નહીં પરંતુ !HEAT ની નિર્દેશિકા તપાસો. ઇનપુટ સ્વરૂપ માટે !HEAT જુઓ.

આઉટપુટ સમયનું નિર્દેશન¶

સ્વચાલિત વૃદ્ધિમાં અભિસરણ સ્થિતિ પ્રમાણે સમય વૃદ્ધિ બદલાતી હોવાથી પરિણામ આઉટપુટના સમય પહેલાંથી સમાન ન રહે શકે. !TIME_POINTS એ નિર્ધારિત સમયે અનિવાર્ય રીતે સંતુલન ગણતરી અને પરિણામ આઉટપુટ થઈ શકે તે માટે સમય વૃદ્ધિ ગોઠવતી સમય સૂચિ છે.

સમય સૂચિને વિશ્લેષણની શરૂઆતથી કુલ સમય તરીકે અથવા સ્ટેપની શરૂઆતથી સ્ટેપ સમય તરીકે આપી શકાય છે. અનેક સ્ટેપમાં સામાન્ય સમય નિર્ધારિત કરવા કુલ સમય અને દરેક સ્ટેપમાં સમાન સાપેક્ષ આઉટપુટ સ્થાન જોઈએ તો સ્ટેપ સમય વાપરો.

દરેક સ્ટેપમાં વપરાતી સમય સૂચિ !STEPમાંથી સંદર્ભિત થાય છે. સ્વચાલિત વૃદ્ધિ સાથે વાપરતાં સમય વૃદ્ધિ આગામી આઉટપુટ સમય અથવા સ્ટેપ અંત સમય ન વટાવે તે હદ સુધી કાપવામાં આવે છે. ઇનપુટ સ્વરૂપ માટે !TIME_POINTS જુઓ.

સંબંધિત વિષયો¶

• વિશ્લેષણ પ્રકાર — સ્થિર વિશ્લેષણ, ગતિશીલ વિશ્લેષણ, ઉષ્મા વહન વિશ્લેષણ વગેરેનો સાર.
• અરેખીય પુનરાવર્તન અને સમય સમાકલન — સબસ્ટેપની અંદર Newton પુનરાવર્તન, સંપર્ક પુનરાવર્તન અને સમય સમાકલનની રચના (Newton તથા સંપર્ક પુનરાવર્તન સંખ્યાનો અર્થ).
• તત્ત્વનું સક્રિયકરણ/નિષ્ક્રિયકરણ — !STEP વડે સક્રિય થતું તત્ત્વ નિયંત્રણ કેવી રીતે પસંદ કરવું.
• Newton-Raphson પદ્ધતિ (સિદ્ધાંત) — પુનરાવર્તિત ઉકેલ પદ્ધતિનો સિદ્ધાંત.
• અભિસરણ માપદંડ (સિદ્ધાંત) — અભિસરણ સૂચકાંકોનો સિદ્ધાંત.
• !STEP, !AUTOINC_PARAM, !TIME_POINTS — માળખાકીય અને ગતિશીલ વિશ્લેષણના સ્ટેપ નિયંત્રણનું ઇનપુટ સ્વરૂપ.
• !DYNAMIC, !HEAT — ગતિશીલ અને ઉષ્મા વહન વિશ્લેષણના સમય નિયંત્રણનું ઇનપુટ સ્વરૂપ.