การวิเคราะห์การตอบสนองความถี่¶
การวิเคราะห์นี้ใช้ข้อมูลของ tutorial/17_freq_beam
แบบจำลองที่วิเคราะห์¶
แบบจำลองที่วิเคราะห์เป็นคานยื่น โดยแสดงรูปร่างไว้ในรูป 4.17.1 และแสดงข้อมูลเมชไว้ในรูป 4.17.2
| รายการ | เนื้อหา | หมายเหตุ | อ้างอิง |
|---|---|---|---|
| ชนิดการวิเคราะห์ | การวิเคราะห์การตอบสนองความถี่ | !SOLUTION,TYPE=EIGEN !SOLUTION,TYPE=DYNAMIC | |
| จำนวนโหนด | 55 | ||
| จำนวนเอลิเมนต์ | 126 | ||
| ชนิดเอลิเมนต์ | เอลิเมนต์ทรงสี่หน้าอันดับหนึ่ง 4 โหนด | !ELEMENT,TYPE=341 | |
| ชื่อคุณสมบัติวัสดุ | Material-1 | !MATERIAL,NAME=Material-1 | |
| เงื่อนไขขอบเขต | การยึดตรึง, แรงรวมศูนย์, ค่าลักษณะเฉพาะ | !EIGENREAD | |
| วิธีแก้ระบบสมการ | CG/SSOR | !SOLVER,METHOD=CG,PRECOND=1 |
เนื้อหาการวิเคราะห์¶
ทำการวิเคราะห์การตอบสนองความถี่ โดยยึดตรึงปลายด้านหนึ่งของคานยื่นอย่างสมบูรณ์ และออกแรงรวมศูนย์สวาาง 2 โหนดที่ปลายอีกด้าน
ขั้นตอนคือ ทำการวิเคราะห์โหมดจนถึงโหมดที่ 10 ภายใต้เงื่อนไขขอบเขตเดียวกันก่อน จากนั้นจึงทำการวิเคราะห์โดยใช้ค่าลักษณะเฉพาะและเวกเตอร์ลักษณะเฉพาะจนถึงโหมดที่ 5 ข้อมูลควบคุมโดยรวมและข้อมูลควบคุมการวิเคราะห์สำหรับการวิเคราะห์โหมดและการวิเคราะห์การตอบสนองความถี่แสดงไว้ด้านล่าง
ข้อมูลควบคุมโดยรวม 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
ข้อมูลควบคุมโดยรวม 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
ในการวิเคราะห์การตอบสนองความถี่ จะอ่านเวกเตอร์ลักษณะเฉพาะจากไฟล์ผลลัพธ์ที่การวิเคราะห์โหมดเขียนออก eig_beam.res จึงระบุเป็น NAME=result-in ผลลัพธ์ของการสแกนความถี่ถูกเขียนออก beam.res ของ NAME=fstrRES และผลลัพธ์ประวัติเวลาที่ความถี่ซึ่งระบุไว้ใน !DYNAMIC (15000Hz) ถูกเขียนออก beam_dyna.res ของ NAME=fstrDYNA (→ !RESULT)
ข้อมูลควบคุมการวิเคราะห์ 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
ข้อมูลควบคุมการวิเคราะห์ 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
ขั้นตอนการวิเคราะห์¶
ขั้นแรก เปลี่ยนชื่อข้อมูลควบคุมโดยรวมสำหรับการวิเคราะห์โหมด hecmw_ctrl_eigen.dat เป็น hecmw_ctrl.dat แล้วทำการวิเคราะห์โหมด
จากนั้น เปลี่ยนชื่อข้อมูลควบคุมโดยรวมสำหรับการวิเคราะห์การตอบสนองความถี่ hecmw_ctrl_freq.dat เป็น hecmw_ctrl.dat และเปลี่ยนชื่อไฟล์บันทึกผลการวิเคราะห์โหมด 0.log เป็น eigen_0.log (ซึ่งระบุไว้ในข้อมูลควบคุมการวิเคราะห์สำหรับการวิเคราะห์การตอบสนองความถี่) แล้วทำการวิเคราะห์การตอบสนองความถี่
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
การรันแบบขนาน¶
เมื่อต้องการแบ่งข้อมูลเดียวกันเป็น 2 โดเมนแล้วรันแบบขนาน ให้ทำการวิเคราะห์โหมดและการวิเคราะห์การตอบสนองความถี่บนเมชแบบกระจายเดียวกัน เนื่องจากแต่ละกระบวนการของการวิเคราะห์การตอบสนองความถี่จะอ่านเวกเตอร์ลักษณะเฉพาะจากไฟล์ผลลัพธ์ที่การวิเคราะห์โหมดเขียนออกสำหรับแต่ละโดเมนย่อย จึงไม่สามารถใช้ผลลัพธ์จากการวิเคราะห์โหมดที่รันแบบอนุกรมหรือที่รันด้วยการแบ่งเมชอีกแบบหนึ่งได้ (→ ชนิดการวิเคราะห์)
ขั้นแรก สร้างข้อมูลควบคุมโดยรวม hecmw_ctrl_part.dat และข้อมูลควบคุมการแบ่งเมช hecmw_part_ctrl.dat ดังต่อไปนี้ แล้วแบ่งข้อมูลเมชเป็น 2 โดเมน
จากนั้น เปลี่ยนการระบุ NAME=fstrMSH ใน hecmw_ctrl_eigen.dat และ hecmw_ctrl_freq.dat ให้เป็นข้อมูลเมชหลังจากแบ่งทั้งสองไฟล์
ทำการวิเคราะห์โหมดและการวิเคราะห์การตอบสนองความถี่ด้วย 2 กระบวนการ ตามลำดับเดียวกันกับการรันแบบอนุกรม
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
รายการค่าลักษณะเฉพาะถูกเขียนออกเฉพาะไฟล์บันทึก 0.log ของ rank 0 เท่านั้น จึงเปลี่ยนชื่อเป็น eigen_0.log ไฟล์ผลลัพธ์ถูกเขียนออกต่อกระบวนการ เช่น beam_dyna.res.<rank>.<เลข> ความสัมพันธ์ระหว่างความถี่กับแอมพลิจูดการกระจัดของโหนดเฝ้าติดตามถูกเขียนออกไฟล์บันทึกของกระบวนการที่ดูแลโหนดนั้น (<rank>.log) ค่าที่ได้จะตรงกับผลลัพธ์จากการรันแบบอนุกรมภายในขอบเขตของข้อผิดพลาดจากการปัดเศษ
ผลการวิเคราะห์¶
สร้างความสัมพันธ์ระหว่างความถี่กับแอมพลิจูดการกระจัดของโหนดเฝ้าติดตาม(หมายเลขโหนด 1) ที่ระบุไว้ในข้อมูลควบคุมการวิเคราะห์ ด้วย Microsoft Excel และแสดงไว้ในรูป 4.17.3 นอกจากนี้ ข้อมูลตัวเลขของผลการวิเคราะห์บางส่วนจากไฟล์บันทึกผลการวิเคราะห์แสดงไว้ด้านล่าง
บันทึกผลการวิเคราะห์ 0.log (การวิเคราะห์การตอบสนองความถี่)¶
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