Analiza frekvenčnega odziva¶
Za izvedbo te analize se uporabijo podatki iz tutorial/17_freq_beam.
Predmet analize¶
Predmet analize je konzolni nosilec; geometrija je prikazana na sliki 4.17.1, mrežni podatki pa na sliki 4.17.2.
| Postavka | Opis | Opombe | Referenca |
|---|---|---|---|
| Vrsta analize | Analiza frekvenčnega odziva | !SOLUTION,TYPE=EIGEN !SOLUTION,TYPE=DYNAMIC | |
| Število vozlišč | 55 | ||
| Število elementov | 126 | ||
| Tip elementa | 4-vozliščni linearni tetraedrski element | !ELEMENT,TYPE=341 | |
| Ime materiala | Material-1 | !MATERIAL,NAME=Material-1 | |
| Robni pogoji | Omejitev, koncentrirana obremenitev, lastne vrednosti | !EIGENREAD | |
| Matrični reševalnik | CG/SSOR | !SOLVER,METHOD=CG,PRECOND=1 |
Vsebina analize¶
Konec analiziranega konzolnega nosilca je popolnoma omejen, analiza frekvenčnega odziva pa se izvede z uporabo koncentriranih obremenitev na dveh vozliščih na nasprotnem koncu.
Kot postopek se najprej pri enakih robnih pogojih izvede modalna analiza do 10. reda, nato pa se analiza izvede z uporabo lastnih vrednosti in lastnih vektorjev do 5. reda. Splošni krmilni podatki in krmilni podatki analize za modalno analizo in analizo frekvenčnega odziva so prikazani spodaj.
Splošni krmilni podatki 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
Splošni krmilni podatki 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 analizi frekvenčnega odziva se lastni vektorji preberejo iz datoteke rezultatov, ki jo je modalna analiza izpisala v eig_beam.res, zato se ta določi z NAME=result-in. Rezultati preiskanja frekvenc se izpišejo v beam.res za NAME=fstrRES, rezultati časovnega teka pri frekvenci, določeni z !DYNAMIC (15000Hz), pa v beam_dyna.res za NAME=fstrDYNA (→ !RESULT).
Krmilni podatki analize 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
Krmilni podatki analize 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
Postopek analize¶
Najprej preimenujte datoteko splošnih krmilnih podatkov hecmw_ctrl_eigen.dat za modalno analizo v hecmw_ctrl.dat in izvedite modalno analizo.
Nato preimenujte datoteko splošnih krmilnih podatkov hecmw_ctrl_freq.dat za analizo frekvenčnega odziva v hecmw_ctrl.dat, dnevniško datoteko rezultatov modalne analize 0.log pa v eigen_0.log (kot je določeno v krmilnih podatkih analize frekvenčnega odziva), nato izvedite analizo frekvenčnega 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
Vzporedno izvajanje¶
Če iste podatke želite izvesti vzporedno, razdeljene na 2 podomeni, izvedite modalno analizo in analizo frekvenčnega odziva na isti distribuirani mreži. Vsak proces analize frekvenčnega odziva prebere lastne vektorje iz datotek rezultatov, ki jih je modalna analiza izpisala za vsako podomero, zato rezultatov modalne analize, izvedene zaporedno ali z drugim particioniranjem mreže, ni mogoče uporabiti (→ Vrsta analize).
Najprej ustvarite navedene splošne krmilne podatke hecmw_ctrl_part.dat in krmilne podatke za particioniranje mreže hecmw_part_ctrl.dat ter mrežne podatke razdelite na 2 podomeni.
Nato v obeh datotekah, v hecmw_ctrl_eigen.dat in hecmw_ctrl_freq.dat, določitev NAME=fstrMSH spremenite v particionirane mrežne podatke.
V istem vrstnem redu kot pri zaporedni izvedbi izvedite modalno analizo in analizo frekvenčnega odziva z dvema procesoma.
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
Seznam lastnih vrednosti se izpiše samo v dnevniško datoteko 0.log ranga 0, zato jo preimenujemo v eigen_0.log. Datoteke rezultatov se izpisujejo po procesih, na primer beam_dyna.res.<rang>.<število>. Razmerje med frekvenco in amplitudo pomika nadzornega vozlišča se izpiše v dnevniško datoteko procesa, ki to vozlišče upravlja (<rang>.log). Dobljene vrednosti se v okviru napak zaokroževanja ujemajo s rezultati zaporedne izvedbe.
Rezultati analize¶
Razmerje med frekvenco in amplitudo pomika nadzornega vozlišča (vozlišče št. 1), določenega v krmilnih podatkih analize, smo z Microsoft Excelom ustvarili in prikazali na sliki 4.17.3. Poleg tega je del dnevniške datoteke rezultatov analize spodaj prikazan kot numerični podatki rezultatov analize.
Dnevnik rezultatov analize 0.log (analiza frekvenčnega 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