اسٹیپ کنٹرول¶

FrontISTR کا ساختی تجزیہ حدی شرائط، بوجھ، تماس اور عنصر کی فعّال کاری کو اسٹیپ کی اکائی میں بدلتے ہوئے آگے بڑھتا ہے۔ اس صفحے میں ہر اسٹیپ کا زمانی دورانیہ، ذیلی اسٹیپ، ہمگرائی کا معیار، مقرر افزائش، خودکار افزائش اور cutback کے استعمال کی وضاحت کی گئی ہے۔

تجزیاتی وقت سے متعلق اصطلاحات¶

اس صفحے میں تجزیاتی وقت کو درج ذیل اصطلاحات سے الگ کیا جاتا ہے۔

• موجودہ وقت: تجزیے کے آغاز سے کل گزرا ہوا وقت۔
• اسٹیپ وقت: موجودہ اسٹیپ کے آغاز سے گزرا ہوا وقت۔
• زمانی دورانیہ: ایک اسٹیپ میں آگے بڑھایا جانے والا تجزیاتی وقت۔
• نسبتی وقت: اسٹیپ وقت کو زمانی دورانیے سے تقسیم کی گئی قدر؛ اسٹیپ کے آغاز پر 0 اور اختتام پر 1۔
• وقت افزائش: موجودہ وقت سے اگلے توازن کے وقت تک کا اضافہ۔

افعال کا مجموعی خاکہ¶

اسٹیپ کنٹرول درج ذیل پہلوؤں پر مشتمل ہے۔

ساکن تجزیے میں مقرر افزائش اور خودکار افزائش/cutback میں سے انتخاب کیا جا سکتا ہے۔ حرکی تجزیے میں بھی متعدد !STEP کے ذریعے شرائط بدلی جا سکتی ہیں، اور مقرر افزائش کی وقت افزائش اور اسٹیپ دورانیہ بھی !STEP میں متعین کرنا تجویز کیا جاتا ہے۔ !DYNAMIC کے n_step اور t_delta کو !STEP چھوڑنے کی صورت یا سابقہ مطابقت کے لیے پہلے سے طے شدہ قدروں کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے۔ غیر خطی ضمنی طریقے میں خودکار افزائش/cutback استعمال کیا جا سکتا ہے۔ حرارت ترسیل تجزیے کا وقت کنٹرول !STEP کے بجائے !HEAT کی وقتی قدم تعیین سے کیا جاتا ہے۔

اسٹیپ میں فعال کی جانے والی شرائط گروپ ID سے متعین ہوتی ہیں۔ حدی شرط، بوجھ، تماس اور عنصر فعّال کاری کو ہر اسٹیپ میں بدلا جا سکتا ہے، اس لیے مرحلہ وار بوجھ، تماسی شرط کی تبدیلی اور تعمیراتی ترتیب والا تجزیہ ایک ہی تجزیاتی کنٹرول فائل میں ظاہر کیا جا سکتا ہے۔ عنصر کی فعّال اور غیر فعّال حالت کے موڈ کے انتخاب کے لیے عنصر کی فعّال اور غیر فعّال کاری دیکھیں۔

اسٹیپ کا انتخاب¶

افزائشی طریقہ تجزیے کی غیر خطیت اور مطلوبہ آؤٹ پٹ وقت کے مطابق منتخب کریں۔

• خطی تجزیے یا ایک اسٹیپ میں مکمل ہونے والے تجزیے میں عموماً افزائش کنٹرول کو باریک طور پر بدلنے کی ضرورت نہیں ہوتی۔
• ایسے غیر خطی ساکن تجزیے میں جہاں بوجھ اور ردِعمل ہموار طور پر بدلتے ہوں، مقرر افزائش اکثر کافی ہوتی ہے۔ ہمگرائی مشکل ہو تو وقت افزائش کم کریں۔
• تماس کے شروع یا ختم ہونے، تسلیم کی پیش رفت، بڑے بگاڑ یا مادّی غیر خطیت کی تیز تبدیلی والے تجزیے میں خودکار افزائش/cutback کو ترجیحاً آزمائیں۔ آسانی سے ہمگر ہونے والے حصے میں افزائش بڑھائی اور مشکل حصے میں گھٹائی جا سکتی ہے۔
• خودکار افزائش کے ساتھ کسی مخصوص وقت پر نتیجہ چاہیے تو آؤٹ پٹ وقت کی فہرست بھی استعمال کریں۔

ہمگرائی کے معیار کو تجزیے کے استحکام اور حسابی وقت کے توازن کے مطابق رکھیں۔ سخت معیار توازن کی درستگی بہتر کرتا ہے لیکن تکرارات بڑھاتا ہے۔ تماس یا Lagrange ضارب والے تجزیے میں عام باقی ماندہ قدر کے علاوہ تماسی تکرارات اور Lagrange ضارب کے معیار بھی حساب کی پیش رفت کو متاثر کرتے ہیں۔

ساکن تجزیے کا اسٹیپ کنٹرول¶

ساکن تجزیہ ایک یا زیادہ تجزیاتی اسٹیپ پر مشتمل ہوتا ہے۔ اسٹیپوں کی تکرار کو اسٹیپ لوپ، اور ایک اسٹیپ کو وقت افزائشوں میں تقسیم کر کے حل کرنے والی تکرار کو ذیلی اسٹیپ لوپ کہا جاتا ہے۔ ہر ذیلی اسٹیپ میں متعین وقت کے بوجھ عامل، حدی شرائط اور تماسی حالت وغیرہ سے توازن کا حساب کیا جاتا ہے۔

مقرر افزائش میں اسٹیپ کے اندر وقت افزائش متعین قدر سے آگے بڑھتی ہے۔ ہمگرائی ناکام ہو تو تجزیہ اسی مقام پر ختم ہو جاتا ہے۔

خودکار افزائش/cutback میں پچھلے ذیلی اسٹیپ کی ہمگرائی کی حالت سے اگلی وقت افزائش کی بنیادی قدر dtime_base تازہ کی جاتی ہے۔ ہمگرائی ناکام ہو تو پچھلی محفوظ حالت بحال کر کے اسی زمانی وقفے کو چھوٹی وقت افزائش سے دوبارہ حساب کیا جاتا ہے۔

خودکار افزائش/cutback کا بہاؤ درج ذیل ہے۔

1. اسٹیپ کے آغاز پر ابتدائی وقت افزائش کو dtime_base بنائیں۔
2. حقیقی وقت افزائش اس طرح طے کریں کہ اسٹیپ کے اختتامی وقت یا اگلے آؤٹ پٹ وقت سے آگے نہ بڑھے۔
3. موجودہ وقت سے وقت افزائش آگے کے وقت پر توازن کا حساب کریں۔
4. ہمگرائی ہونے پر وقت آگے بڑھائیں اور ہمگرائی کی حالت کے مطابق اگلا dtime_base بڑھائیں یا گھٹائیں۔
5. ہمگرائی نہ ہونے پر حالت بحال کریں، cutback کے کمی عامل سے dtime_base گھٹائیں اور دوبارہ حساب کریں۔
6. موجودہ وقت اسٹیپ کے اختتامی وقت تک پہنچ جائے تو اسٹیپ ختم کریں۔

افزائش میں اضافہ یا کمی پچھلے ذیلی اسٹیپ کی تکراری حالت سے طے ہوتی ہے۔ اہم مقداری اشاریے یہ ہیں۔

اگر N_max، N_sum یا N_cont میں سے کوئی کمی کی حد سے اوپر متعین تعداد تک مسلسل رہے تو وقت افزائش گھٹائی جاتی ہے۔ اس کے برعکس، اگر تینوں اضافہ کی حدود کے اندر متعین تعداد تک مسلسل رہیں تو وقت افزائش بڑھائی جاتی ہے۔ بڑھاتے وقت اسے وقت افزائش کی بالائی حد سے تجاوز نہیں کرنے دیا جاتا۔

خودکار افزائش/cutback میں درج ذیل صورتوں میں تجزیہ ناکامی کے ساتھ ختم ہوتا ہے۔

• اسٹیپ ختم ہونے سے پہلے ذیلی اسٹیپ کی زیادہ سے زیادہ تعداد تک پہنچ جانا۔
• وقت افزائش کی بنیادی قدر کا وقت افزائش کی زیریں حد سے کم ہو جانا۔
• مسلسل cutback کی زیادہ سے زیادہ تعداد تک پہنچ جانا۔

ذیل کی مثال خودکار افزائش فعال کرتی ہے اور ابتدائی وقت افزائش 0.01، اسٹیپ دورانیہ 2.5، وقت افزائش کی زیریں حد 1E-5، بالائی حد 0.3 اور زیادہ سے زیادہ ذیلی اسٹیپ 200 رکھتی ہے۔ خودکار افزائش پیرامیٹر مجموعہ AP1 اور کل اوقات 1.5، 2.7، 3.9 کی آؤٹ پٹ وقت فہرست TP1 اسٹیپ کو دی گئی ہے۔

!AUTOINC_PARAM, NAME=AP1
0.25, 10, 50, 10, 1
1.25,  1,  1,  1, 2
0.25,  5
!TIME_POINTS, TIME=TOTAL, NAME=TP1
1.5
2.7
3.9
!STEP, INC_TYPE=AUTO, SUBSTEPS=200, AUTOINCPARAM=AP1, TIMEPOINTS=TP1
0.01, 2.5, 1E-5, 0.3

ان پٹ نحو اور ہر پیرامیٹر کی پہلے سے طے شدہ قدر کے لیے !STEP، !AUTOINC_PARAM، !TIME_POINTS دیکھیں۔

حرکی تجزیے کا اسٹیپ کنٹرول¶

حرکی تجزیے کی براہِ راست وقتی تکمیل میں !DYNAMIC سے حل کا طریقہ اور وقتی تکمیل کے پیرامیٹر، جبکہ !STEP سے تجزیاتی اسٹیپ، حدی شرط و بوجھ گروپ اور افزائشی طریقہ متعین کیے جاتے ہیں۔ !STEP چھوڑنے پر تمام حدی شرائط اور بوجھ فعال رکھنے والا ایک اسٹیپ تجزیہ سمجھا جاتا ہے۔

مقرر افزائش میں !STEP کی دوسری سطر پر DTIME, ETIME دے کر وقت افزائش اور اسٹیپ دورانیہ ہر اسٹیپ کے لیے کنٹرول کیا جاتا ہے۔ متعدد !STEP متعین کرنے سے ہر اسٹیپ میں فعال حدی شرط و بوجھ گروپ بدلے جا سکتے ہیں۔ !DYNAMIC کے t_delta اور n_step کو !STEP چھوڑنے والے پرانے ایک اسٹیپ ان پٹ یا سابقہ مطابقت کے لیے پہلے سے طے شدہ قدروں کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے۔ نئے ان پٹ میں مقرر افزائش کے لیے بھی !STEP سے وقتی شرط واضح کرنا تجویز کیا جاتا ہے۔

خودکار افزائش کے لیے !STEP, INC_TYPE=AUTO دیں، اور ابتدائی وقت افزائش، اسٹیپ دورانیہ، وقت افزائش کی زیریں حد اور بالائی حد !STEP کی ڈیٹا سطر میں دیں۔ غیر خطی ضمنی طریقے میں Newton اور تماسی تکرارات کی حالت کے مطابق وقت افزائش بڑھتی یا گھٹتی ہے، اور ہمگرائی ناکام ہونے پر پچھلی حالت بحال کر کے چھوٹی وقت افزائش سے دوبارہ حساب کیا جاتا ہے۔

!STEP کا TYPE (STATIC/VISCO) اسٹیپ کی مادّی زمانی وابستگی کا سوئچ ہے اور صرف ساکن تجزیے میں مؤثر ہے۔ حرکی تجزیے میں اسے استعمال نہیں کیا جاتا، اور وقت افزائش ہمیشہ حقیقی وقت سمجھی جاتی ہے، اس لیے حرکی تجزیے کے !STEP میں TYPE دینے کا کوئی اثر نہیں۔

وقتی تکمیل کا طریقہ اور Newmark-β طریقے کے ضریب وغیرہ !DYNAMIC میں متعین کیے جاتے ہیں۔ ان پٹ نحو کے لیے !DYNAMIC اور !STEP دیکھیں۔

حرارت ترسیل تجزیے کا اسٹیپ کنٹرول¶

حرارت ترسیل تجزیے کی وقتی قدم بندی !HEAT میں متعین کی جاتی ہے۔ !HEAT میں وقت قدم، اختتامی وقت، کم سے کم وقت قدم، زیادہ سے زیادہ درجۂ حرارت تبدیلی، تکرارات کی تعداد، ہمگرائی کا معیار وغیرہ ایک مجموعے کے طور پر دیے جاتے ہیں۔

حرارت ترسیل تجزیے کا وقت کنٹرول، ساختی ساکن تجزیے کے !STEP, INC_TYPE=AUTO سے الگ نظام ہے۔ اس لیے حرارت ترسیل تجزیے میں وقت قدم بدلنے کے لیے !STEP کے بجائے !HEAT کی تعیین دیکھیں۔ ان پٹ نحو کے لیے !HEAT دیکھیں۔

آؤٹ پٹ وقت کی تعیین¶

خودکار افزائش میں ہمگرائی کے مطابق وقت افزائش بدلتی ہے، اس لیے نتائج کے آؤٹ پٹ اوقات پہلے سے یکساں نہیں رہتے۔ !TIME_POINTS اوقات کی وہ فہرست ہے جس کے مطابق وقت افزائش کو اس طرح ایڈجسٹ کیا جاتا ہے کہ متعین وقت پر لازماً توازن کا حساب اور نتیجہ آؤٹ پٹ ہو سکے۔

وقت فہرست کو یا تو تجزیے کے آغاز سے کل وقت یا اسٹیپ کے آغاز سے اسٹیپ وقت کی صورت میں متعین کیا جا سکتا ہے۔ متعدد اسٹیپوں میں مشترک وقت دینے کے لیے کل وقت، اور ہر اسٹیپ میں ایک ہی نسبتی آؤٹ پٹ مقام دینے کے لیے اسٹیپ وقت استعمال کریں۔

ہر اسٹیپ میں استعمال ہونے والی وقت فہرست کا حوالہ !STEP سے دیا جاتا ہے۔ خودکار افزائش کے ساتھ حقیقی وقت افزائش کو اگلے آؤٹ پٹ وقت یا اسٹیپ کے اختتامی وقت سے آگے نہ جانے کے لیے مختصر کیا جاتا ہے۔ ان پٹ نحو کے لیے !TIME_POINTS دیکھیں۔

متعلقہ موضوعات¶

• تجزیاتی اقسام — ساکن، حرکی اور حرارت ترسیل تجزیے سمیت تجزیاتی اقسام کا خاکہ۔
• غیر خطی تکرار اور وقتی تکمیل — ذیلی اسٹیپ میں ہونے والی Newton تکرار، تماسی تکرار اور وقتی تکمیل کی ساخت، اور Newton و تماسی تکرارات کی تعداد کا معنی۔
• عنصر کی فعّال اور غیر فعّال کاری — !STEP سے فعال عنصر فعّال کاری کنٹرول کا انتخاب۔
• Newton-Raphson طریقہ، نظریہ — تکراری حل کے نظری اصول۔
• ہمگرائی کا معیار، نظریہ — ہمگرائی اشاریوں کے نظری اصول۔
• !STEP، !AUTOINC_PARAM، !TIME_POINTS — ساختی اور حرکی تجزیے کے اسٹیپ کنٹرول کی ان پٹ نحو۔
• !DYNAMIC، !HEAT — حرکی اور حرارت ترسیل تجزیے کے وقت کنٹرول کی ان پٹ نحو۔