Analiza frekvencijskog odziva¶
Za ovu analizu upotrebljavaju se podaci iz tutorial/17_freq_beam.
Predmet analize¶
Predmet analize je konzolna greda; geometrija je prikazana na slici 4.17.1, a podaci mreže na slici 4.17.2.
| Stavka | Opis | Napomene | Referenca |
|---|---|---|---|
| Vrsta analize | Analiza frekvencijskog odziva | !SOLUTION,TYPE=EIGEN !SOLUTION,TYPE=DYNAMIC | |
| Broj čvorova | 55 | ||
| Broj elemenata | 126 | ||
| Vrsta elementa | 4-čvorni linearni tetraedarski element | !ELEMENT,TYPE=341 | |
| Naziv materijala | Material-1 | !MATERIAL,NAME=Material-1 | |
| Rubni uvjeti | Ograničenje, koncentrirano opterećenje, vlastiti oblici | !EIGENREAD | |
| Rješavač matrice | CG/SSOR | !SOLVER,METHOD=CG,PRECOND=1 |
Sadržaj analize¶
Kraj konzolne grede koja se analizira potpuno je učvršćen, a analiza frekvencijskog odziva provodi se zadavanjem koncentriranih opterećenja na dva čvora suprotnog kraja.
Najprije se uz iste rubne uvjete provodi modalna analiza do 10. moda, a zatim analiza uporabom svojstvenih vrijednosti i svojstvenih vektora do 5. moda. Opći upravljački podaci i upravljački podaci analize za modalnu analizu i analizu frekvencijskog odziva prikazani su u nastavku.
Opći upravljački podaci 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
Opći upravljački podaci 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
Analiza frekvencijskog odziva čita svojstvene vektore iz datoteke rezultata koju je modalna analiza upisala u eig_beam.res, zato se ona navodi kao NAME=result-in. Rezultati skeniranja frekvencije upisuju se u datoteku beam.res pod NAME=fstrRES, a rezultati vremenske povijesti na frekvenciji zadanoj karticom !DYNAMIC (15000 Hz) upisuju se u datoteku beam_dyna.res pod NAME=fstrDYNA (→ !RESULT).
Upravljački podaci analize beam_eigen.cnt¶
# Upravljačka datoteka za 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
Upravljački podaci analize beam_freq.cnt¶
# Upravljačka datoteka za 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
Postupak analize¶
Najprije preimenujte datoteku općih upravljačkih podataka hecmw_ctrl_eigen.dat za modalnu analizu u hecmw_ctrl.dat i provedite modalnu analizu.
Zatim preimenujte datoteku općih upravljačkih podataka hecmw_ctrl_freq.dat za analizu frekvencijskog odziva u hecmw_ctrl.dat, a datoteku zapisnika rezultata modalne analize 0.log u eigen_0.log (kako je zadano u upravljačkim podacima analize frekvencijskog odziva), te provedite analizu frekvencijskog odziva.
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
Paralelno izvođenje¶
Ako se isti podaci podijele na dvije domene i izvedu paralelno, modalna analiza i analiza frekvencijskog odziva izvode se na istoj distribuiranoj mreži. Svaki proces analize frekvencijskog odziva čita svojstvene vektore iz datoteka rezultata koje je modalna analiza upisala za svaku poddomenu, zato se ne mogu upotrijebiti rezultati modalne analize izvedene slijedno niti rezultati modalne analize izvedene drugim particioniranjem mreže (→ Vrsta analize).
Najprije stvorite navedene opće upravljačke podatke hecmw_ctrl_part.dat i upravljačke podatke za particioniranje mreže hecmw_part_ctrl.dat, te podijelite podatke mreže na dvije domene.
Zatim u datotekama hecmw_ctrl_eigen.dat i hecmw_ctrl_freq.dat promijenite zadano NAME=fstrMSH u podatke mreže nakon podjele.
U istom redoslijedu kao kod slijednog izvođenja, modalnu analizu i analizu frekvencijskog odziva izvedite s dva procesa.
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
Popis svojstvenih vrijednosti upisuje se samo u datoteku zapisnika 0.log ranga 0, zato se ona preimenuje u eigen_0.log. Datoteke rezultata upisuju se po procesima, na primjer beam_dyna.res.<rang>.<broj>. Odnos između frekvencije i amplitude pomaka nadziranog čvora upisuje se u datoteku zapisnika procesa kojem taj čvor pripada (<rang>.log). Dobivene vrijednosti podudaraju se s rezultatima slijednog izvođenja u okviru greške zaokruživanja.
Rezultati analize¶
Odnos između frekvencije i amplitude pomaka nadziranog čvora (čvor broj 1), zadanog u upravljačkim podacima analize, prikazan je na slici 4.17.3 izrađenoj u programu Microsoft Excel. Kao numerički podaci rezultata analize u nastavku je prikazan dio datoteke zapisnika rezultata analize.
Zapisnik rezultata analize 0.log (analiza frekvencijskog odziva)¶
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