Ana içeriğe geç

Doğrusal Statik Analiz (Elastisite, Paralel)

Statik analizi (elastisite) 4 paralel yürütme ile gerçekleştirmek için tutorial/02_elastic_hinge_parallel verileri kullanılır.

Analiz nesnesi

Öğe İçerik Notlar Referans
Analiz türü Doğrusal statik analiz !SOLUTION,TYPE=STATIC
Düğüm sayısı 84,056
Eleman sayısı 49,871
Eleman türü 10 düğümlü ikinci dereceden tetrahedral eleman !ELEMENT,TYPE=342 Eleman kütüphanesi
Malzeme adı STEEL !MATERIAL,NAME=STEEL Malzeme verileri
Malzeme özellikleri ELASTIC !ELASTIC
Sınır koşulları Kısıtlama, tekil yük
Matris çözücüsü CG/SSOR !SOLVER,METHOD=CG,PRECOND=1

Her düğümün hesaplama bölgesi

Şekil 4.2.1 Her düğümün hesaplama bölgesi

Analiz içeriği

FrontISTR kodunu açın, bu örneğin dizinine geçin ve analiz için gerekli aşağıdaki dosyaların

Dosya adı Tür Rol
hecmw_ctrl.dat Genel kontrol verileri
hinge.cnt Analiz kontrol verileri
hinge.msh Ağ verileri
hecmw_part_ctrl.dat Ağ bölümleme kontrol verileri hecmw_part1 ile ağ verilerini bölgelere ayırırken kullanılan kontrol verileri

bulunduğunu doğrulayın.

tar xvf FrontISTR.tar.gz
cd FrontISTR/tutorial/02_elastic_hinge_parallel
ls

Çıktı:

hecmw_ctrl.dat  hecmw_part_ctrl.dat  hinge.cnt  hinge.msh

Kısıtlı yüzeylerin yer değiştirmesini kısıtlayan ve yük yüzeyine tekil yük uygulayan bir gerilme analizi gerçekleştirilir.

Genel kontrol verileri, analiz kontrol verileri ve ağ bölümleme kontrol verileri aşağıda gösterilmiştir.

Genel kontrol verileri hecmw_ctrl.dat

#
# bölümleyici için
#
!MESH, NAME=part_in,TYPE=HECMW-ENTIRE # hecmw_part1 ile bölünecek özgün ağ verileri
 hinge.msh
!MESH, NAME=part_out,TYPE=HECMW-DIST  # hecmw_part1 ile bölme sonrasındaki dosya adı
 hinge_4
#
# çözücü için
#
!MESH, NAME=fstrMSH, TYPE=HECMW-DIST  # Bölünmüş ağ verilerini belirtin
 hinge_4
!CONTROL, NAME=fstrCNT                # Analiz kontrol verilerini belirtin
 hinge.cnt
!RESULT, NAME=fstrRES, IO=OUT         # Sonuç verilerini belirtin
 hinge.res
!RESULT, NAME=vis_out, IO=OUT         # Görselleştirme verilerini belirtin
 hinge_vis

Analiz kontrol verileri hinge.cnt

#  FISTR için kontrol dosyası
## Analiz kontrolü
!VERSION                   # Dosya biçimi sürümünü belirtin
 3
!SOLUTION, TYPE=STATIC     # Analiz türünü belirtin
!WRITE,RESULT              # Sonuç verisi çıktısını belirtin
!WRITE,VISUAL              # Görselleştirme verisi çıktısını belirtin
## Çözücü kontrolü
### Sınır koşulu
!BOUNDARY
 BND0, 1, 3, 0.000000      # Kısıtlı yüzey 1'i belirtin
!BOUNDARY
 BND1, 1, 3, 0.000000      # Kısıtlı yüzey 2'yi belirtin
!CLOAD
 CL0, 1, 0.01000           # Yük yüzeyini belirtin
### Malzeme
!MATERIAL, NAME=STEEL      # Malzeme özelliklerini belirtin
!ELASTIC                   # Elastik malzemeyi tanımlayın
 210000.0, 0.3
!DENSITY                   # Kütle yoğunluğunu tanımlayın
 7.85e-6
### Çözücü ayarı
!SOLVER,METHOD=CG,PRECOND=1,ITERLOG=YES,TIMELOG=YES  # Çözücüyü kontrol edin
 10000, 2
 1.0e-08, 1.0, 0.0
## Son işlem kontrolü
!VISUAL,method=PSR         # Görselleştirme yöntemini belirtin
!surface_num=1             # Tek bir yüzey işlemedeki yüzey sayısı
!surface 1                 # Yüzey içeriğini belirtin
!output_type=VTK           # Görselleştirme dosyası türünü belirtin
!END                       # Analiz kontrol verilerinin sonunu belirtir

Ağ bölümleme kontrol verileri hecmw_part_ctrl.dat

!PARTITION,TYPE=NODE-BASED,METHOD=PMETIS,DOMAIN=4,UCD=part.inp

Analiz Prosedürü

FrontISTR'ı MPI ile çalıştırmak için önce ağ verisi hinge.msh dört bölgeye ayrılır.

hecmw_part1

Çıktı:

Oct 07 11:04:52 Info: Reading mesh file...
Oct 07 11:04:52 Info: Starting domain decomposition...
Oct 07 11:04:52 TH(0/8) Info: Creating local mesh for domain #0 ...
Oct 07 11:04:52 TH(2/8) Info: Creating local mesh for domain #1 ...
Oct 07 11:04:52 TH(6/8) Info: Creating local mesh for domain #2 ...
Oct 07 11:04:52 TH(7/8) Info: Creating local mesh for domain #3 ...
Oct 07 11:04:52 Info: Domain decomposition done

Yeni olarak hinge_4.x ve part.inp adlı dosyalar oluşturulur.

ls

Çıktı:

hecmw_ctrl.dat  hecmw_part_ctrl.dat  hinge.msh  hinge_4.1  hinge_4.3
hecmw_part.log  hinge.cnt            hinge_4.0  hinge_4.2  part.inp

Ardından FrontISTR yürütme komutu fistr1, MPI kullanılarak çalıştırılır.

mpirun -np 4 fistr1 -t 1

(4 MPI süreci ve 1 OpenMP iş parçacığı ile çalıştırılır)

##################################################################
#                         FrontISTR                              #
##################################################################
---
version:    5.1.0
git_hash:   acab000c8c633b7b9d596424769e14363f720841
build:
  date:     2020-10-05T07:39:55Z
  MPI:      enabled
  OpenMP:   enabled
  option:   "-p --with-tools --with-refiner --with-metis --with-mumps --with-lapack --with-ml --with-mkl "
  HECMW_METIS_VER: 5
execute:
  date:       2020-10-07T11:07:21+0900
  processes:  4
  threads:    1
  cores:      4
  host:
    0: flow-p06
    1: flow-p06
    2: flow-p06
    3: flow-p06
---
...
 Step control not defined! Using default step=1
 fstr_setup: OK
 Start visualize PSF 1 at timestep 0

 loading step=    1
 sub_step= 1,   current_time=  0.0000E+00, time_inc=  0.1000E+01
 loading_factor=    0.0000000   1.0000000
### 3x3 BLOCK CG, SSOR, 2
      1    2.183567E+00
      2    2.423900E+00
      3    2.939117E+00
...
   2084    1.158654E-08
   2085    1.032414E-08
   2086    9.436273E-09
### Relative residual = 9.43589E-09

### summary of linear solver
      2086 iterations      9.435886E-09
    set-up time      :     4.695220E-02
    solver time      :     7.103976E+01
    solver/comm time :     1.929294E+01
    solver/matvec    :     1.544405E+01
    solver/precond   :     3.243278E+01
    solver/1 iter    :     3.405549E-02
    work ratio (%)   :     7.284205E+01

 Start visualize PSF 1 at timestep 1
### FSTR_SOLVE_NLGEOM FINISHED!

 ====================================
    TOTAL TIME (sec) :     72.42
           pre (sec) :      0.29
         solve (sec) :     72.13
 ====================================
 FrontISTR Completed !!

FrontISTR Completed !! görüntülendiğinde analiz tamamlanmıştır.

Analiz sonuçları

Analiz tamamlandığında birkaç yeni dosya oluşturulur.

ls

Çıktı:

0.log       FSTR.dbg.3           hinge.cnt      hinge.res.2.1  hinge_vis_psf.0000
1.log       FSTR.msg             hinge.msh      hinge.res.3.0  hinge_vis_psf.0000.pvtu
2.log       FSTR.sta             hinge.res.0.0  hinge.res.3.1  hinge_vis_psf.0001
3.log       hecmw_ctrl.dat       hinge.res.0.1  hinge_4.0      hinge_vis_psf.0001.pvtu
FSTR.dbg.0  hecmw_part.log       hinge.res.1.0  hinge_4.1      part.inp
FSTR.dbg.1  hecmw_part_ctrl.dat  hinge.res.1.1  hinge_4.2
FSTR.dbg.2  hecmw_vis.ini        hinge.res.2.0  hinge_4.3

*.res.* dosyaları, FrontISTR'ın her MPI düğümüne ait analiz sonuçlarını içeren sonuç verileridir. REVOCAP_PrePost ve benzeri araçlarla görüntülenebilir.

*_vis_* dosyaları görselleştirme verileridir ve genel amaçlı görselleştirme yazılımlarıyla görüntülenebilir. Bu örnekte veriler VTK biçiminde çıktığı için ParaView veya benzeri yazılımlar kullanılarak görüntülenir.

von Mises gerilmesi analiz sonucu (VTK ile görüntülenmiştir)

Şekil 4.2.2 von Mises gerilmesi analiz sonucu (VTK ile görüntülenmiştir)

Analiz sonuç günlüğü 0.log

 fstr_setup: OK
#### Result step=     0
 ##### Local Summary @Node    :Max/IdMax/Min/IdMin####
 //U1    0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //U2    0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //U3    0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //E11   0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //E22   0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //E33   0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //E12   0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //E23   0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //E31   0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //S11   0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //S22   0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //S33   0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //S12   0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //S23   0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //S31   0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //SMS   0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 ##### Local Summary @Element :Max/IdMax/Min/IdMin####
 //E11   0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //E22   0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //E33   0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //E12   0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //E23   0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //E31   0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //S11   0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //S22   0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //S33   0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //S12   0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //S23   0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //S31   0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //SMS   0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 ##### Global Summary @Node    :Max/IdMax/Min/IdMin####
 //U1    0.0000E+00        14  0.0000E+00        14
 //U2    0.0000E+00        14  0.0000E+00        14
 //U3    0.0000E+00        14  0.0000E+00        14
 //E11   0.0000E+00        14  0.0000E+00        14
 //E22   0.0000E+00        14  0.0000E+00        14
 //E33   0.0000E+00        14  0.0000E+00        14
 //E12   0.0000E+00        14  0.0000E+00        14
 //E23   0.0000E+00        14  0.0000E+00        14
 //E31   0.0000E+00        14  0.0000E+00        14
 //S11   0.0000E+00        14  0.0000E+00        14
 //S22   0.0000E+00        14  0.0000E+00        14
 //S33   0.0000E+00        14  0.0000E+00        14
 //S12   0.0000E+00        14  0.0000E+00        14
 //S23   0.0000E+00        14  0.0000E+00        14
 //S31   0.0000E+00        14  0.0000E+00        14
 //SMS   0.0000E+00        14  0.0000E+00        14
 ##### Global Summary @Element :Max/IdMax/Min/IdMin####
 //E11   0.0000E+00        14  0.0000E+00        14
 //E22   0.0000E+00        14  0.0000E+00        14
 //E33   0.0000E+00        14  0.0000E+00        14
 //E12   0.0000E+00        14  0.0000E+00        14
 //E23   0.0000E+00        14  0.0000E+00        14
 //E31   0.0000E+00        14  0.0000E+00        14
 //S11   0.0000E+00        14  0.0000E+00        14
 //S22   0.0000E+00        14  0.0000E+00        14
 //S33   0.0000E+00        14  0.0000E+00        14
 //S12   0.0000E+00        14  0.0000E+00        14
 //S23   0.0000E+00        14  0.0000E+00        14
 //S31   0.0000E+00        14  0.0000E+00        14
 //SMS   0.0000E+00        14  0.0000E+00        14
#### Result step=     1
 ##### Local Summary @Node    :Max/IdMax/Min/IdMin####
 //U1    7.4906E-03     50978 -6.9368E-04     51989
 //U2    6.1150E-05      2426 -1.2781E-04     40202
 //U3    1.8720E-04      2712 -5.5024E-03     67858
 //E11   1.3024E-03     28591 -1.2844E-03     28580
 //E22   2.1102E-04     24593 -2.0594E-04       205
 //E33   6.8634E-04     51036 -5.9603E-04     67794
 //E12   5.2186E-04       209 -5.4559E-04     28641
 //E23   2.5417E-04     28521 -3.2956E-04       187
 //E31   7.2396E-04     36168 -9.5847E-04     28591
 //S11   3.6844E+02     28591 -3.6387E+02     28580
 //S22   1.5841E+02     28591 -1.5743E+02     28580
 //S33   1.5959E+02     51036 -1.5643E+02     28580
 //S12   4.2150E+01       209 -4.4067E+01     28641
 //S23   2.0529E+01     28521 -2.6618E+01       187
 //S31   5.8474E+01     36168 -7.7415E+01     28591
 //SMS   2.5134E+02     28591  3.5157E-02     12726
 ##### Local Summary @Element :Max/IdMax/Min/IdMin####
 //E11   1.0115E-03      9959 -9.7870E-04      9942
 //E22   1.5457E-04     13694 -1.4639E-04      7189
 //E33   5.9415E-04     44563 -5.0497E-04     47965
 //E12   3.5513E-04      9579 -3.9083E-04      9600
 //E23   2.0608E-04      9563 -2.3480E-04      9589
 //E31   5.7633E-04     43142 -4.8019E-04      9571
 //S11   2.6038E+02      9573 -2.5605E+02      9571
 //S22   1.0144E+02      9573 -1.0100E+02      9571
 //S33   1.3921E+02     44569 -1.1431E+02     47974
 //S12   2.8683E+01      9579 -3.1567E+01      9600
 //S23   1.6645E+01      9563 -1.8964E+01      9589
 //S31   4.6550E+01     43142 -3.8785E+01      9571
 //SMS   2.0350E+02      9959  3.4602E-02        28
 ##### Global Summary @Node    :Max/IdMax/Min/IdMin####
 //U1    3.9115E-02     82452 -7.1083E-04     65233
 //U2    7.4504E-05       354 -5.8813E-04       696
 //U3    5.9493E-04        84 -5.8751E-03     61080
 //E11   1.3777E-03       130 -1.3653E-03     77625
 //E22   4.9199E-04        61 -5.4370E-04       102
 //E33   6.8634E-04     51036 -6.1176E-04     30070
 //E12   7.1556E-04     27808 -6.8093E-04     27863
 //E23   5.3666E-04        56 -5.4347E-04        82
 //E31   7.2396E-04     36168 -9.6621E-04       130
 //S11   3.8626E+02       130 -3.6387E+02     28580
 //S22   1.6628E+02       130 -1.5743E+02     28580
 //S33   1.6502E+02     30033 -1.5643E+02     28580
 //S12   5.7795E+01     27808 -5.4998E+01     27863
 //S23   4.3345E+01        56 -4.3896E+01        82
 //S31   5.8474E+01     36168 -7.8040E+01       130
 //SMS   2.8195E+02     77625  1.2755E-02     75112
 ##### Global Summary @Element :Max/IdMax/Min/IdMin####
 //E11   1.0731E-03     10485 -1.2123E-03     41779
 //E22   3.9143E-04     33536 -4.1389E-04     22892
 //E33   5.9415E-04     44563 -5.0497E-04     47965
 //E12   5.3264E-04      9163 -5.0405E-04      9161
 //E23   3.9226E-04     33024 -4.1464E-04     23465
 //E31   5.7633E-04     43142 -4.8019E-04      9571
 //S11   2.7231E+02      9180 -2.9763E+02     41779
 //S22   1.0792E+02      9180 -1.0656E+02     41779
 //S33   1.3921E+02     44569 -1.1431E+02     47974
 //S12   4.3021E+01      9163 -4.0712E+01      9161
 //S23   3.1683E+01     33024 -3.3490E+01     23465
 //S31   4.6550E+01     43142 -3.8785E+01      9571
 //SMS   2.4057E+02     41779  3.1383E-02     38687