Frequentieresponsanalyse¶
Voor deze analyse worden de gegevens in tutorial/17_freq_beam gebruikt.
Analyseobject¶
Het analyseobject is een ingeklemde balk; de geometrie wordt getoond in Figuur 4.17.1 en de meshgegevens in Figuur 4.17.2.
| Onderdeel | Beschrijving | Opmerkingen | Referentie |
|---|---|---|---|
| Analysetype | Frequentieresponsanalyse | !SOLUTION,TYPE=EIGEN !SOLUTION,TYPE=DYNAMIC | |
| Aantal knopen | 55 | ||
| Aantal elementen | 126 | ||
| Elementtype | 4-knoops lineair tetraëderelement | !ELEMENT,TYPE=341 | |
| Materiaalnaam | Material-1 | !MATERIAL,NAME=Material-1 | |
| Randvoorwaarden | Inklemmen, geconcentreerde belasting, eigenwaarde | !EIGENREAD | |
| Matrixoplosser | CG/SSOR | !SOLVER,METHOD=CG,PRECOND=1 |
Beschrijving van de analyse¶
De frequentieresponsanalyse wordt uitgevoerd door één uiteinde van de te analyseren ingeklemde balk volledig in te klemen en geconcentreerde belasting toe te passen op twee knopen aan het tegenoverliggende uiteinde.
Als procedure wordt eerst een modale analyse uitgevoerd tot en met de 10e modus onder dezelfde randvoorwaarden; daarna wordt de analyse uitgevoerd met de eigenwaarden en eigenvectoren tot en met de 5e modus. De algemene besturingsgegevens en de analysebesturingsgegevens voor de modale analyse en de frequentieresponsanalyse worden hieronder weergegeven.
Algemene besturingsgegevens 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
Algemene besturingsgegevens 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
Bij de frequentieresponsanalyse worden de eigenvectoren gelezen uit het resultaatbestand dat de modale analyse naar eig_beam.res schrijft; dit wordt daarom als NAME=result-in opgegeven. De resultaten van de frequentiesweep worden naar beam.res van NAME=fstrRES geschreven en de tijdsloopresultaten bij de met !DYNAMIC opgegeven frequentie (15000Hz) naar beam_dyna.res van NAME=fstrDYNA (→ !RESULT).
Analysebesturingsgegevens 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
Analysebesturingsgegevens 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
Analyseprocedure¶
Hernoem eerst de algemene besturingsgegevens hecmw_ctrl_eigen.dat voor de modale analyse naar hecmw_ctrl.dat en voer de modale analyse uit.
Hernoem vervolgens de algemene besturingsgegevens hecmw_ctrl_freq.dat voor de frequentieresponsanalyse naar hecmw_ctrl.dat en het logbestand met analyseresultaten 0.log van de modale analyse naar eigen_0.log (zoals opgegeven in de analysebesturingsgegevens voor de frequentieresponsanalyse) en voer de frequentieresponsanalyse uit.
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
Parallele uitvoering¶
Als dezelfde gegevens in 2 domeinen worden opgesplitst en parallel worden uitgevoerd, worden de modale analyse en de frequentieresponsanalyse met dezelfde verdeelde mesh uitgevoerd. Elk proces van de frequentieresponsanalyse leest de eigenvectoren uit de resultaatbestanden die de modale analyse per subdomein heeft geschreven; zowel de resultaten van een modale analyse die sequentieel is uitgevoerd als de resultaten van een modale analyse die met een andere meshpartitionering is uitgevoerd, kunnen daarom niet worden gebruikt (→ Analysetype).
Maak eerst de volgende algemene besturingsgegevens hecmw_ctrl_part.dat en de besturingsgegevens voor meshpartitionering hecmw_part_ctrl.dat aan en splits de meshgegevens in 2 domeinen.
Wijzig daarna in zowel hecmw_ctrl_eigen.dat als hecmw_ctrl_freq.dat de specificatie van NAME=fstrMSH naar de meshgegevens na de partitionering.
Voer de modale analyse en de frequentieresponsanalyse, in dezelfde volgorde als bij de sequentiële uitvoering, met 2 processen uit.
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
De lijst met eigenwaarden wordt alleen naar het logbestand 0.log van rank 0 geschreven; hernoem dit daarom naar eigen_0.log. De resultaatbestanden worden per proces geschreven, bijvoorbeeld als beam_dyna.res.<rank>.<nummer>. De relatie tussen de frequentie en de verplaatsingsamplitude van de bewakingsknoop wordt naar het logbestand van het proces geschreven dat zich met die knoop bezighoudt (<rank>.log). De verkregen waarden komen overeen met de resultaten van de sequentiële uitvoering binnen het bereik van de afrondingsfouten.
Analyseresultaten¶
De relatie tussen de frequentie en de verplaatsingsamplitude van de bewakingsknoop (knoopnummer 1) die in de analysebesturingsgegevens is opgegeven, wordt met Microsoft Excel uitgezet en in Figuur 4.17.3 weergegeven. Een deel van het logbestand met analyseresultaten wordt hieronder ook weergegeven als numerieke gegevens van de analyseresultaten.
Logboek met analyseresultaten 0.log (frequentieresponsanalyse)¶
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