Hoppa yfir í efnið

Jaðarskilyrði og álag

Í FrontISTR eru jaðarskilyrði og álag fyrir burðar-, varmaleiðni- og hreyfigreiningar skilgreind með lykilorðum. Í stöðugri burðargreiningu eru skilgreind jaðarskilyrði og álag flokkuð eftir hópauðkenni og virkjuð fyrir hvert skref með !STEP með BOUNDARY- eða LOAD-línu þess. Einnig í hreyfigreiningu er hægt að virkja !BOUNDARY, !CLOAD, !VELOCITY, !ACCELERATION og !SPRING fyrir óbeinu aðferðina eftir hópum úr !STEP. Skilyrði sem breytast með tíma eru sköluð með !AMPLITUDE, og línuleg tengsl milli margra frelsisgráða eru skilgreind með !EQUATION.

Yfirlit yfir virkni

Jaðarskilyrði og álag má flokka eftir greiningargerð á eftirfarandi hátt.

Greiningargerð Helstu lykilorð Tilgangur
Burðargreining !BOUNDARY Beitir föstum skorðum, fyrirskipuðum færslum og fyrirskipuðum snúningi um snúningsmiðju.
Burðargreining !CLOAD Beitir hnútpunktakröftum, vægjum á snúningsfrelsisgráður og snúningsvægi um snúningsmiðju.
Burðargreining !DLOAD Beitir yfirborðsþrýstingi, yfirborðsálagi, rúmmálskröftum, þyngdarafli og miðflóttakrafti.
Burðargreining !SPRING Beitir fjaðurstuðningi á frelsisgráður hnúta.
Burðargreining !TEMPERATURE Tilgreinir beint hnútahitastig sem notað er í varmaspennugreiningu eða les það úr niðurstöðuskrá.
Hreyfigreining !VELOCITY, !ACCELERATION Beitir upphafshraða eða -hröðun, eða tímaháðum fyrirskipuðum hraða eða hröðun.
Varmaleiðnigreining !FIXTEMP, !CFLUX, !DFLUX, !SFLUX, !FILM, !SFILM, !RADIATE, !SRADIATE Beitir föstu hitastigi, varmaflæði, iðustreymi og geislun.
Sameiginlegt !AMPLITUDE Tilgreinir tímaháða skölunarstuðla fyrir jaðarskilyrði og álag í töfluformi.
Skilgreining nets !EQUATION Skilgreinir jöfnur fjölpunktaskorða.

Í burðargreiningu eru frelsisgráður númer 1, 2 og 3 venjulega meðhöndlaðar sem færslufrelsisgráður og 4, 5 og 6 sem snúningsfrelsisgráður. Snúningsfrelsisgráður hafa merkingu í líkönum með 6 frelsisgráður, svo sem skelja- og bitastökum. Fyrir líkön sem innihalda eingöngu 2-víð eða 3-víð rúmstök skal aðeins tilgreina skorður og álag innan þeirra frelsisgráða sem viðkomandi hnútar hafa.

Færsluskorður í burðargreiningu

Færsluskorður eru tilgreindar með !BOUNDARY. Fyrir hnút eða hnútahóp eru gefin bil frelsisgráða og gildi. Gildið 0 skilgreinir fasta skorðu en gildi annað en 0 skilgreinir fyrirskipaða færslu eða fyrirskipaðan snúning.

Í burðargreiningu tekur !BOUNDARY við bili frelsisgráða frá 1 til 6. 1 til 3 samsvara færslu en 4 til 6 samsvara snúningsskorðum á hnútum sem hafa snúningsfrelsisgráður. Þar sem hægt er að tilgreina bil frelsisgráða saman má til dæmis skorða færslu með því að festa 1 til 3 samtímis.

Þegar færibreytan AMP er tilgreind breytist fyrirskipaða gildið með tíma samkvæmt sveifluvíddarfalli. Við venjulega skilgreiningu er fyrirskipuð færsla lögð á í þrepum samkvæmt álagsstuðli innan skrefsins eða breytingu sveifluvíddarfallsins. Þegar TOTAL=YES er tilgreint er tilgreinda gildið meðhöndlað sem heildarfærsla sem stefnt er að.

Þegar ROT_CENTER er tilgreint má beita snúningsskorðu með tilliti til miðjuhnútahóps. Með þessari skilgreiningu eru færslur viðkomandi hnútahóps reiknaðar út frá snúningsmagninu og lagðar á sem skorður. Samsetning ROT_CENTER og TOTAL=YES er ekki studd, þannig að snúningsskorður um snúningsmiðju eru notaðar sem stigvaxandi skilgreiningar.

Punktálag í burðargreiningu

Punktálag á hnúta er tilgreint með !CLOAD. Þegar hnútur eða hnútahópur, númer frelsisgráðu og álagsgildi eru gefin er álagið fært inn í hægri hlið jöfnunnar fyrir viðkomandi frelsisgráðu.

Gildi sem tilgreind eru fyrir færslufrelsisgráður 1 til 3 eru meðhöndluð sem hnútakraftar í hnitaáttunum. Í líkönum með snúningsfrelsisgráður geta gildi sem tilgreind eru fyrir 4 til 6 beitt vægjum á snúningsfrelsisgráðurnar. Þegar færibreytan AMP er tilgreind er punktálagið margfaldað með gildi sveifluvíddarfallsins.

Þegar ROT_CENTER er tilgreint er álaginu beitt sem snúningsvægi um miðjuhnútahópinn. Í því tilviki er tilgreindum snúningsvægisvigri dreift á hnútakrafta út frá stöðuvigrum frá miðjunni til viðkomandi hnúta. Þar sem ekki er hægt að dreifa snúningsvægi þegar miðjan og viðkomandi hnútur eru í sömu stöðu þarf að athuga rúmfræðilegt samband snúningsmiðjunnar og álagspunktanna.

Gæta þarf varúðar þegar !CLOAD er tilgreint fyrir hnútahóp í líkani sem einnig notar !MESH með REFINE (fínun nets, Refiner). Fínunin býr til nýja miðhnúta á brúnum sem tilheyra upprunalega hnútahópnum og þessir miðhnútar eru einnig settir í sama hnútahóp. Þar sem !CLOAD úthlutar sama punktálagsgildi á hvern hnút í hnútahópnum er sama punktálag einnig lagt á nýju miðhnútana, sem leiðir til annars heildarálags en ætlað var fyrir fínun. Þegar punktálag er tilgreint eftir hnútahópi þarf að taka tillit til fjölgunar álagspunkta vegna fínunar, eða helst tilgreina einstaka hnúta beint.

Dreift álag og rúmmálskraftar í burðargreiningu

Dreift álag og rúmmálskraftar eru tilgreind með !DLOAD. !DLOAD tilgreinir álagsgerð og færibreytur fyrir stakahóp eða yfirborðshóp. Tímabreytileiki er tilgreindur með færibreytunni AMP.

Helstu álagsgerðir eru eftirfarandi.

Álagsgerð Lýsing
P0, PP, P1–P6 Beitir þrýstingi sem verkar á flöt staks. Samsvörun flatarnúmera og flata staks fer eftir stakagerðinni.
PX, PY, PZ Tilgreinir þrýsting með ákveðinni hnitaátt. Honum er breytt í stefnuvigur við vinnslu inntaks.
S... Beitir yfirborðsálagi á yfirborðshóp. Flatarnúmerið er fengið úr skilgreiningu yfirborðshópsins.
BX, BY, BZ Beitir rúmmálskrafti í hnitaátt.
GRAV Tilgreinir þyngdarhröðunarvigur. Hann er sameinaður eðlismassa efnis og tekinn með sem rúmmálskraftur.
CENT Beitir miðflóttakrafti út frá snúningsási og hornhraða.

Þegar FOLLOW=YES er tilgreint fylgir yfirborðsþrýstingurinn stefnu aflagaða yfirborðsins. Þessi skilgreining hefur merkingu í burðargreiningu sem tekur tillit til endanlegrar aflögunar. Í greiningum þar sem ólínuleg rúmfræði er óvirk er fylgiþrýstingur gerður óvirkur í útfærslunni.

Eins og fyrir P1 til P6 og S1 til S6 í varmagreiningu er merking flatarnúmera mismunandi eftir stakagerð. Sjá lykilorðatilvísunina fyrir nákvæma samsvörun flatarnúmera og röð gagnareita.

Fjaðurstuðningar í burðargreiningu

Fjaðurstuðningur er tilgreindur með !SPRING. Þegar hnútur eða hnútahópur, númer frelsisgráðu og fjaðurfasti eru gefin er fjaðurstífleikanum bætt við hornalínustífleika viðkomandi frelsisgráðu og fjaðurviðbragðskrafturinn settur inn á hægri hliðina sem innri kraftur.

Þegar stuðningurinn er tilgreindur fyrir frelsisgráður 1 til 3 er hann meðhöndlaður sem færslufjöður. Í líkönum með snúningsfrelsisgráður má nota snúningsfjaðrir með því að tilgreina 4 til 6. Athugið uppsetningu frelsisgráða svo fjaðrir séu ekki settar á frelsisgráður sem marklíkanið hefur ekki.

Viðmiðunarfærslan sem fjöðrin vinnur gegn er valin með færibreytunni INCREMENTAL. Með sjálfgefnu INCREMENTAL=NO er fjaðurviðbragðskraftur í hlutfalli við uppsafnaða færslu frá upphafi greiningar tekinn með. Innri krafturinn er því margfeldi fjaðurfastans og uppsafnaðrar færslu. Með INCREMENTAL=YES er viðmiðunarstaða fjöðrunnar endurstillt í hverju aukaskrefi að samleitnu ástandi næsta fyrra aukaskrefs og aðeins fjaðurviðbragðskraftur í hlutfalli við færsluaukann innan núverandi aukaskrefs er tekinn með. Innri krafturinn er þá margfeldi fjaðurfastans og færsluaukans í núverandi aukaskrefi, og færsla frá fyrri aukaskrefum leggst ekki til fjaðurviðbragðsins.

Tímabreyting fjaðurfastans er gefin með færibreytunni AMP. Þegar heiti sveiflufalls er tilgreint er fjaðurfastinn margfaldaður með gildi sveiflufallsins. Gildi sveiflufallsins er metið við lokatíma núverandi aukaskrefs, þannig að hægt er að lýsa stuðningi sem tengist eða losnar á meðan á skrefi stendur. Ef AMP er ekki tilgreint tekur fjaðurfastinn ekki tímabreytingu frá sveiflufalli.

Bæði INCREMENTAL og AMP gilda í kyrrstöðugreiningu og óbeinni hreyfigreiningu. Til að kveikja eða slökkva á fjaðurstuðningnum sjálfum eftir skrefum skal nota hópauðkenni og LOAD-tilgreiningu !STEP.

Hitaálag í burðargreiningu

Notaðu !TEMPERATURE til að beita álagi vegna varmaformbreytingar í burðargreiningu. Þegar hitastig er tilgreint fyrir hvern hnút eða hnútahóp eru jafngildir hnútakraftar fyrir varmaspennugreiningu settir saman út frá muninum frá viðmiðunarhitastigi eða fyrra hitastigi. Varmaþenslustuðullinn er tilgreindur í efnisskilgreiningunni. Viðmiðunarhitastigið er tilgreint með !REFTEMP.

Hitastig má annaðhvort tilgreina beint í stýriskránni eða lesa úr niðurstöðuskrá sem varmaleiðnigreining eða önnur greining hefur búið til. Þegar READRESULT er tilgreint eru hnútahitastig á gagnalínum ekki lesin; í staðinn eru lesin niðurstöðugögn sem tilgreind eru með SSTEP, INTERVAL, READTYPE og tengdum færibreytum. Þegar niðurstöðuskrá er notuð þarf vistaður tími eða skrefnúmer hennar að samsvara skilgreiningunni á burðargreiningarhliðinni.

Þar sem !TEMPERATURE hefur enga AMP-færibreytu er það ekki skalað með sveifluvíddarfalli. Til að breyta hitastigsferlinum skal stýra hitastigsgögnunum sjálfum, niðurstöðum varmagreiningarinnar sem eru lesnar eða undirskiptingu skrefa.

Upphafsskilyrði og fyrirskipuð gildi í hreyfigreiningu (hraði og hröðun)

Í hreyfigreiningu geta !VELOCITY og !ACCELERATION tilgreint upphafsskilyrði eða fyrirskipuð gildi fyrir hraða eða hröðun. Bæði tilgreina hnút eða hnútahóp, bil frelsisgráða og gildi. Bil frelsisgráða er 1 til 6; í líkönum með snúningsfrelsisgráður samsvara 4 til 6 hornhraða eða hornhröðun.

TYPE=INITIAL tilgreinir upphafshraða eða upphafshröðun við upphaf greiningarinnar. Þegar upphafshraði er gefinn er upphafshröðunin reiknuð þannig að hún samræmist hreyfijöfnunni. Þegar upphafshröðun er gefin er til reiknileið þar sem upphafshraðinn er reiknaður.

TYPE=TRANSIT tilgreinir tímaháðan fyrirskipaðan hraða eða fyrirskipaða hröðun. Ef TYPE er sleppt er það meðhöndlað sem TRANSIT. Þegar AMP er tilgreint er sveifluvíddarfallið brúað við tíma hreyfigreiningarinnar og margfaldað við fyrirskipaða gildið.

Fjölpunktaskorður

Notaðu fjölpunktaskorðufallið þegar setja þarf línulegt samband milli margra hnútfrelsisgráða. Samsvarandi lykilorð er !EQUATION, sem getur lýst samböndum eins og stífri tengingu, lotubundnum jaðarskilyrðum og færslusamböndum milli hnúta sem erfitt er að lýsa með fastri skorðu á einum hnút og einni frelsisgráðu.

Fyrir leiðbeiningar um notkun fjölpunktaskorða, meðhöndlun þeirra í línulega leysinum og tengsl þeirra við önnur tengiföll frelsisgráða, svo sem snertingu TIED, sjá Fjölpunktaskorður.

Jaðarskilyrði í varmaleiðnigreiningu

Í varmaleiðnigreiningu er föstu hitastigi, varmaflæði, iðustreymi og geislun beitt sem jaðarskilyrðum. Óháð !STEP fyrir burðargreiningu er tímastýring varmagreiningar tilgreind með !HEAT.

Lykilorð Viðfang Lýsing Skilgreining sveifluvíddar
!FIXTEMP Hnútur eða hnútahópur Festir hitastig. AMP
!CFLUX Hnútur eða hnútahópur Beitir punktbundnu varmaflæði á hnút. AMP
!DFLUX Stak eða stakahópur Beitir dreifðu varmaflæði á rúmmál eða flöt staks. AMP
!SFLUX Yfirborðshópur Beitir varmaflæði á yfirborðshóp. AMP
!FILM Stak eða stakahópur Beitir iðustraumsmörkum á flöt staks. AMP1, AMP2
!SFILM Yfirborðshópur Beitir iðustraumsmörkum á yfirborðshóp. AMP1, AMP2
!RADIATE Stak eða stakahópur Beitir geislunarmörkum á flöt staks. AMP1, AMP2
!SRADIATE Yfirborðshópur Beitir geislunarmörkum á yfirborðshóp. AMP1, AMP2

Fyrir !DFLUX táknar BF rúmmálsbundna varmamyndun en S0 til S6 tákna varmaflæði á flötum staka. Fyrir !FILM eru fletir staka tilgreindir með F0 til F6; fyrir !RADIATE með R0 til R6. Þar sem samsvörun flatarnúmera og raunverulegra flata staka fer eftir stakagerð skal sjá tilvísun hvers lykilorðs fyrir nánari upplýsingar.

Iðustraumsjaðar tilgreinir iðustreymisstuðul og ytra hitastig. Geislunarjaðar tilgreinir stuðul sem jafngildir geislunarstuðli og umhverfishitastig. AMP1 samsvarar stuðulshliðinni og AMP2 hlið ytra hitastigs eða umhverfishitastigs, þannig að hvort um sig getur breyst sjálfstætt með tíma.

Sveifluvíddarföll

Sveifluvíddarfal skilgreinir tímabreytileika jaðarskilyrðis eða álags með töflu yfir tíma og gildi. Í inntakinu er nafngreind tímatafla skilgreind með !AMPLITUDE og vísað til hennar með færibreytunni AMP, AMP1 eða AMP2 í viðkomandi lykilorði.

Helstu lykilorð sem þetta á við um eru eftirfarandi.

!AMPLITUDE er lesið í töfluformi (DEFINITION=TABULAR) og tímagerðin er meðhöndluð sem skreftími (TIME=STEP). Gildi má skilgreina sem hlutfallsleg eða algild gildi en fyrir einstök lykilorð eru þau venjulega notuð sem stuðlar sem margfalda grunngildi.

!TEMPERATURE er ekki háð sveifluföllum.

Sjá einnig