Analýza frekvenčnej odozvy¶
Táto analýza používa údaje z tutorial/17_freq_beam.
Predmet analýzy¶
Analyzovaným objektom je konzolový nosník; jeho geometria je znázornená na obrázku 4.17.1 a údaje siete na obrázku 4.17.2.
| Položka | Opis | Poznámky | Referencia |
|---|---|---|---|
| Typ analýzy | Analýza frekvenčnej odozvy | !SOLUTION,TYPE=EIGEN !SOLUTION,TYPE=DYNAMIC | |
| Počet uzlov | 55 | ||
| Počet prvkov | 126 | ||
| Typ prvku | 4-uzlový lineárny tetraedrický prvok | !ELEMENT,TYPE=341 | |
| Názov materiálu | Material-1 | !MATERIAL,NAME=Material-1 | |
| Okrajové podmienky | Upevnenie, sústredené zaťaženie, vlastné hodnoty | !EIGENREAD | |
| Maticový riešič | CG/SSOR | !SOLVER,METHOD=CG,PRECOND=1 |
Obsah analýzy¶
Koniec analyzovaného konzolového nosníka je úplne upevnený a analýza frekvenčnej odozvy sa vykoná aplikovaním sústredených zaťažení na dva uzly na opačnom konci.
Ako postup sa najprv za rovnakých okrajových podmienok vykoná modálna analýza do 10. tvaru a následne sa vykoná analýza s použitím vlastných hodnôt a vlastných vektorov do 5. tvaru. Celkové riadiace údaje a riadiace údaje analýzy pre modálnu analýzu a analýzu frekvenčnej odozvy sú uvedené nižšie.
Celkové riadiace údaje 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
Celkové riadiace údaje 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
V analýze frekvenčnej odozvy sa vlastné vektory načítavajú zo súbora výsledkov, ktorý modálna analýza vypísala do eig_beam.res, preto sa tento súbor určí ako NAME=result-in. Výsledky skenovania frekvencie sa vypíšu do beam.res s NAME=fstrRES a výsledky časového priebehu pri frekvencii (15000 Hz) určenej pomocou !DYNAMIC sa vypíšu do beam_dyna.res s NAME=fstrDYNA (→ !RESULT).
Riadiace údaje analýzy 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
Riadiace údaje analýzy 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
Postup analýzy¶
Najprv premenujte súbor celkových riadiacich údajov hecmw_ctrl_eigen.dat pre modálnu analýzu na hecmw_ctrl.dat a vykonajte modálnu analýzu.
Potom premenujte súbor celkových riadiacich údajov hecmw_ctrl_freq.dat pre analýzu frekvenčnej odozvy na hecmw_ctrl.dat a protokolový súbor výsledkov modálnej analýzy 0.log na eigen_0.log (podľa zadania v riadiacich údajoch analýzy frekvenčnej odozvy) a vykonajte analýzu frekvenčnej odozvy.
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
Paralelné vykonanie¶
Ak sa rovnaké údaje rozdelia do dvoch domén a spustia sa paralelne, modálna analýza a analýza frekvenčnej odozvy sa vykonajú na tej istej sieti rozdelených domén. Keďže každý proces analýzy frekvenčnej odozvy načíta vlastné vektory zo súbora výsledkov, ktorý modálna analýza vypísala pre jednotlivé rozdelené domény, nie je možné použiť výsledky modálnej analýzy vykonanej sériovo ani výsledky modálnej analýzy vykonanej s iným rozdelením domén (→ Typy analýz).
Najprv vytvorte nasledujúce celkové riadiace údaje hecmw_ctrl_part.dat a riadiace údaje delenia domény hecmw_part_ctrl.dat a rozdeľte údaje siete do dvoch domén.
Potom v hecmw_ctrl_eigen.dat aj v hecmw_ctrl_freq.dat zmeňte špecifikáciu NAME=fstrMSH tak, aby v oboch prípadoch označovala údaje siete po rozdelení.
V rovnakom poradí ako pri sériovom vykonaní spustite modálnu analýzu a analýzu frekvenčnej odozvy s dvomi procesmi.
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
Zoznam vlastných hodnôt sa vypíše iba do protokolového súboru 0.log ranku 0, preto ho premenujte na eigen_0.log. Súbory výsledkov sa vypisujú pre každý proces v tvare beam_dyna.res.<rank>.<číslo>. Vzťah medzi frekvenciou a amplitúdou posunutia monitorovacieho uzla sa vypíše do protokolového súboru (<rank>.log) procesu, ktorý má na starosti príslušný uzel. Získané hodnoty sa zhodujú s výsledkami sériového vykonania v rozsahu chýb zaokrúhľovania.
Výsledky analýzy¶
Vzťah medzi frekvenciou a amplitúdou posunutia monitorovacieho uzla (uzol s číslom 1) zadaného v riadiacich údajoch analýzy bol vytvorený v programe Microsoft Excel a je znázornený na obrázku 4.17.3. Okrem toho je nižšie uvedená aj časť protokolového súboru výsledkov analýzy ako číselné údaje výsledkov analýzy.
Protokol výsledkov analýzy 0.log (analýza frekvenčnej odozvy)¶
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