Frekvenciaválasz-analízis¶
Ez az analízis a tutorial/17_freq_beam adatait használja.
Az analízis tárgya¶
Az analízis tárgya egy konzolos tartó, amelynek geometriáját a 4.17.1. ábra, hálóadatait a 4.17.2. ábra mutatja.
| Tétel | Leírás | Megjegyzések | Hivatkozás |
|---|---|---|---|
| Analízis típusa | Frekvenciaválasz-analízis | !SOLUTION,TYPE=EIGEN !SOLUTION,TYPE=DYNAMIC | |
| Csomópontok száma | 55 | ||
| Elemek száma | 126 | ||
| Elemtípus | 4 csomópontos lineáris tetraéder elem | !ELEMENT,TYPE=341 | |
| Anyagnév | Material-1 | !MATERIAL,NAME=Material-1 | |
| Peremfeltételek | Befogás, koncentrált terhelés, sajátérték | !EIGENREAD | |
| Mátrixmegoldó | CG/SSOR | !SOLVER,METHOD=CG,PRECOND=1 |
Az analízis tartalma¶
A konzolos tartó egyik végét teljes mértékben befogjuk, a szemközti vég két csomópontjára koncentrált terhelést alkalmazva végzünk frekvenciaválasz-analízist.
Eljárásként először azonos peremfeltételek mellett a 10. módusig modálanalízist végzünk, majd az 5. módusig terjedő sajátértékek és sajátvektorok felhasználásával hajtjuk végre az analízist. A modálanalízis és a frekvenciaválasz-analízis általános vezérlőadatait és analízisvezérlő adatait az alábbiakban mutatjuk.
Általános vezérlőadatok 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
Általános vezérlőadatok 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
A frekvenciaválasz-analízis a modálanalízis által eig_beam.res-be írt eredményfájlból olvassa be a sajátvektorokat, ezért ezt NAME=result-in-ként adjuk meg. A frekvenciamenet eredményeit a NAME=fstrRES beam.res fájljába, a !DYNAMIC-mal megadott frekvencián (15000Hz) mért időtörténeti eredményeket pedig a NAME=fstrDYNA beam_dyna.res fájljába írjuk (→ !RESULT).
Analízisvezérlő adatok 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
Analízisvezérlő adatok 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
Az analízis menete¶
Először a modálanalízishez szükséges hecmw_ctrl_eigen.dat általános vezérlőadatot hecmw_ctrl.dat névre neveze át, majd hajtja végre a modálanalízist.
Ezután a frekvenciaválasz-analízishez szükséges hecmw_ctrl_freq.dat általános vezérlőadatot hecmw_ctrl.dat névre, a modálanalízis 0.log analíziseredmény-naplófájlját pedig eigen_0.log névre neveze át (ez utóbbit a frekvenciaválasz-analízis analízisvezérlő adataiban adjuk meg), majd hajtja végre a frekvenciaválasz-analízist.
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
Párhuzamos futtatás¶
Amikor ugyanazt az adatot két tartományba osztva párhuzamosan futtatjuk, a modálanalízist és a frekvenciaválasz-analízist azonos elosztott hálón futtassuk. A frekvenciaválasz-analízis folyamatai a modálanalízis által résztartományonként kiírt eredményfájlokból olvassák be a sajátvektorokat, ezért a soros módban futtatott modálanalízis eredményei, illetve eltérő hálófelosztással futtatott modálanalízis eredményei nem használhatók (→ Analízistípusok).
Először hozzuk létre az alábbi hecmw_ctrl_part.dat általános vezérlőadatot és hecmw_part_ctrl.dat hálófelosztási vezérlőadatot, majd a hálóadatokat két tartományba osztjuk.
Ezután mind a hecmw_ctrl_eigen.dat, mind a hecmw_ctrl_freq.dat fájlban a NAME=fstrMSH specifikációt a felosztás utáni hálóadatokra változtatjuk.
A soros futtatással azonos sorrendben, két folyamattal futtassuk a modálanalízist és a frekvenciaválasz-analízist.
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
A sajátértékek listája csak a 0. rangú folyamat 0.log naplófájljába íródik, ezért ezt eigen_0.log névre nevezzük át. Az eredményfájlok folyamatonként, beam_dyna.res.<rang>.<szám> formában íródnak. A megfigyelési csomópont frekvenciája és elmozdulás-amplitúdója közötti összefüggés a csomópontot kezelő folyamat naplófájljába (<rang>.log) kerül. A kapott értékek a soros futtatás eredményeivel kerekítési hiba mértékén belül egyeznek.
Az analízis eredményei¶
Az analízisvezérlő adatokban megadott megfigyelési csomópont (1-es csomópont) frekvenciája és elmozdulás-amplitúdója közötti összefüggést Microsoft Excel segítségével készítjük, és a 4.17.3. ábrán mutatjuk be. Emellett az analíziseredmények numerikus adataiként az analíziseredmény-naplófájl egy részét mutatjuk az alábbiakban.
Analíziseredmény-napló 0.log (frekvenciaválasz-analízis)¶
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