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रैखिक स्थैतिक विश्लेषण (प्रत्यास्थता)¶
इस विश्लेषण के लिए tutorial/01_elastic_hinge का डेटा उपयोग करें।
विश्लेषण विषय¶
विश्लेषण का विषय एक हिंज भाग है। उसकी ज्यामिति चित्र 4.1.1 में और मेश डेटा चित्र 4.1.2 में दिखाया गया है।
| मद | विवरण | टिप्पणी | संदर्भ |
|---|---|---|---|
| विश्लेषण प्रकार | रैखिक स्थैतिक विश्लेषण | !SOLUTION,TYPE=STATIC | |
| नोडों की संख्या | 84,056 | ||
| तत्वों की संख्या | 49,871 | ||
| तत्व प्रकार | 10-नोड द्विघात चतुष्फलकीय तत्व | !ELEMENT,TYPE=342 | तत्व लाइब्रेरी |
| सामग्री नाम | STEEL | !MATERIAL,NAME=STEEL | सामग्री डेटा |
| सामग्री गुण | ELASTIC | !ELASTIC | |
| सीमा शर्तें | बाधा, संकेंद्रित भार | ||
| मैट्रिक्स सॉल्वर | CG/SSOR | !SOLVER,METHOD=CG,PRECOND=1 |
चित्र 4.1.1 हिंज भाग की ज्यामिति
चित्र 4.1.2 हिंज भाग का मेश डेटा
विश्लेषण विवरण¶
FrontISTR का स्रोत कोड अनपैक करें, इस उदाहरण की डायरेक्टरी में जाएँ और जाँचें कि विश्लेषण के लिए आवश्यक निम्न फ़ाइलें
| फ़ाइल नाम | प्रकार | भूमिका |
|---|---|---|
hecmw_ctrl.dat | समग्र नियंत्रण डेटा | मेश डेटा और विश्लेषण नियंत्रण डेटा की इनपुट/आउटपुट फ़ाइलें निर्दिष्ट करता है |
hinge.cnt | विश्लेषण नियंत्रण डेटा | विश्लेषण प्रकार, विस्थापन सीमा शर्त, संकेंद्रित भार आदि परिभाषित करता है और सॉल्वर व विज़ुअलाइज़र का नियंत्रण भी निर्दिष्ट करता है |
hinge.msh | मेश डेटा | परिमित तत्व मेश तथा उसकी सामग्री और सेक्शन डेटा परिभाषित करता है |
मौजूद हैं।
निष्पादन परिणाम:
चित्र 4.1.1 में दिखाए गए बाधित सतहों के विस्थापन को बाधित करके और भार सतह पर संकेंद्रित भार लगाकर प्रतिबल विश्लेषण किया जाता है। समग्र नियंत्रण डेटा और विश्लेषण नियंत्रण डेटा नीचे दिखाए गए हैं।
समग्र नियंत्रण डेटा hecmw_ctrl.dat¶
मेश डेटा और विश्लेषण नियंत्रण डेटा की इनपुट/आउटपुट फ़ाइलें निर्दिष्ट की जाती हैं।
#
# सॉल्वर के लिए
#
!MESH, NAME=fstrMSH, TYPE=HECMW-ENTIRE # एकल मेश डेटा निर्दिष्ट करें
hinge.msh
!CONTROL, NAME=fstrCNT # विश्लेषण नियंत्रण डेटा निर्दिष्ट करें
hinge.cnt
!RESULT, NAME=fstrRES, IO=OUT # परिणाम डेटा निर्दिष्ट करें
hinge.res
!RESULT, NAME=vis_out, IO=OUT # दृश्यांकन डेटा निर्दिष्ट करें
hinge_vis
विश्लेषण नियंत्रण डेटा hinge.cnt¶
विश्लेषण प्रकार, विस्थापन सीमा शर्त, संकेंद्रित भार आदि परिभाषित किए जाते हैं और सॉल्वर तथा विज़ुअलाइज़र का नियंत्रण भी निर्दिष्ट किया जाता है।
# FISTR के लिए नियंत्रण फ़ाइल
## विश्लेषण नियंत्रण
!VERSION # फ़ाइल प्रारूप संस्करण निर्दिष्ट करें
3
!SOLUTION, TYPE=STATIC # विश्लेषण प्रकार निर्दिष्ट करें
!WRITE,RESULT # परिणाम डेटा आउटपुट निर्दिष्ट करें
!WRITE,VISUAL # दृश्यांकन डेटा आउटपुट निर्दिष्ट करें
## सॉल्वर नियंत्रण
### सीमा शर्त
!BOUNDARY
BND0, 1, 3, 0.000000 # बाधित सतह 1 निर्दिष्ट करें
!BOUNDARY
BND1, 1, 3, 0.000000 # बाधित सतह 2 निर्दिष्ट करें
!CLOAD
CL0, 1, 0.01000 # भार सतह निर्दिष्ट करें
### सामग्री
!MATERIAL, NAME=STEEL # सामग्री गुणधर्म निर्दिष्ट करें
!ELASTIC # प्रत्यास्थ सामग्री परिभाषित करें
210000.0, 0.3
!DENSITY # द्रव्यमान घनत्व परिभाषित करें
7.85e-6
### सॉल्वर सेटिंग
!SOLVER,METHOD=CG,PRECOND=1,ITERLOG=YES,TIMELOG=YES # सॉल्वर का नियंत्रण
10000, 1
1.0e-08, 1.0, 0.0
## पश्च-प्रसंस्करण नियंत्रण
!VISUAL,method=PSR # दृश्यांकन विधि निर्दिष्ट करें
!surface_num=1 # 1 सतह रेंडरिंग में सतहों की संख्या
!surface 1 # सतह की सामग्री निर्दिष्ट करें
!output_type=VTK # दृश्यांकन फ़ाइल का प्रकार निर्दिष्ट करें
!END # विश्लेषण नियंत्रण डेटा का अंत दर्शाएँ
मेश डेटा¶
परिमित तत्व मेश तथा उसकी सामग्री और सेक्शन डेटा परिभाषित किए जाते हैं।
(केवल अंश)
!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
विश्लेषण प्रक्रिया¶
FrontISTR निष्पादन कमांड fistr1 चलाएँ।
(4 थ्रेड के साथ निष्पादन)
##################################################################
# 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 !!
FrontISTR Completed !! दिखाई देने पर विश्लेषण पूरा है।
विश्लेषण परिणाम¶
विश्लेषण पूरा होने पर कई नई फ़ाइलें बनाई जाती हैं।
निष्पादन परिणाम:
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
*.res.* को परिणाम डेटा कहा जाता है और इनमें FrontISTR के विश्लेषण परिणाम संग्रहीत होते हैं। इन्हें REVOCAP_PrePost आदि में प्रदर्शित किया जा सकता है।
*_vis_* को दृश्यांकन डेटा कहा जाता है और इन्हें सामान्य-प्रयोजन दृश्यांकन सॉफ़्टवेयर में प्रदर्शित किया जा सकता है। इस उदाहरण में आउटपुट VTK प्रारूप में है, इसलिए ParaView आदि से इसे प्रदर्शित करें।
REVOCAP_PrePost से बनाया गया von Mises प्रतिबल का कंटूर चित्र 4.1.3 में दिखाया गया है। साथ ही, विश्लेषण परिणामों के संख्यात्मक डेटा के रूप में विश्लेषण परिणाम लॉग फ़ाइल का एक अंश नीचे दिखाया गया है।
चित्र 4.1.3 von Mises प्रतिबल का विश्लेषण परिणाम
विश्लेषण परिणाम लॉग 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