Getting Started首次分析

FrontISTR / Getting Started

首次分析

使用 FrontISTR 分析一個鉸鏈,接著在 ParaView 中查看應力分布。只要準備好求解器與範例,第一次操作不必從建立網格開始。

查看步驟

鉸鏈的 von Mises 應力分布,可看到孔洞周圍的應力集中。
對鉸鏈執行線性靜力分析。目標是以彩色等值圖顯示 NodalMISES,也就是節點 von Mises 應力。

01

準備求解器

準備 Windows 二進位檔,或可在 Windows、macOS 與 Linux 使用的 Docker 映像檔。

Windows(64-bit)

下載 Windows 版本

解壓縮 ZIP。下一步準備好範例後,請將 fistr1.exe 與隨附的所有 DLL 複製到範例資料夾(01_elastic_hinge)中。

Docker(Windows / macOS / Linux)

啟動 Docker,然後在終端機執行以下指令。在 Windows 上,請將 Docker 設為 Linux 容器模式,並使用 PowerShell 執行指令。

docker pull --platform linux/amd64 registry.gitlab.com/frontistr-commons/frontistr/fistr1:master

目前官方映像檔是為 amd64 建置的。在 Apple Silicon Mac 上會透過模擬執行,因此可能需要較長時間。

從原始碼建置

您也可以在上述任何作業系統中自行從原始碼建置 FrontISTR。安裝編譯器與必要函式庫後,CMake 會偵測環境並設定建置。

請依照您的發行版使用下列指令安裝基本工具。可以直接使用現有的開發環境,不必先安裝 MPI 等額外函式庫。

Ubuntu / Debian

sudo apt-get update
sudo apt-get install build-essential cmake git gfortran

RHEL / Rocky Linux / AlmaLinux

sudo dnf install gcc gcc-c++ gcc-gfortran make cmake git

以下是在 macOS 與 Linux 上建置及安裝的範例。執行檔會安裝到家目錄下的 bin,因此不需要 sudo,也不必修改 PATH。macOS/Windows 的環境準備與額外函式庫請參閱建置指南。

git clone https://gitlab.com/FrontISTR-Commons/FrontISTR.git
cd FrontISTR
cmake -S . -B build -DCMAKE_BUILD_TYPE=Release -DCMAKE_INSTALL_PREFIX="$HOME"
cmake --build build --parallel
cmake --install build

可以直接執行隨附的範例,不必再次下載。用下列指令執行分析後,請前往步驟 04,在 ParaView 中查看結果。

cd tutorial/01_elastic_hinge
"$HOME/bin/fistr1"

從原始碼建置

二進位檔與容器使用持續更新的 master / LATEST 版本。發行版本與其他環境請參閱下載頁面。 其他版本與環境

02

下載範例

下載並解壓縮範例 ZIP。使用 01_elastic_hinge 資料夾中的三個輸入檔案。

下載範例(ZIP)

請在解壓縮後的 01_elastic_hinge 資料夾中執行分析。若以指令解壓縮,macOS 與 Linux 使用 unzip。

01_elastic_hinge/

hecmw_ctrl.dat
輸入與輸出檔案位置
hinge.cnt
材料、荷重、拘束與分析設定
hinge.msh
鉸鏈網格

若要用指令準備範例,請在想要存放範例的位置一次執行下方整個區塊。它會下載並解壓縮檔案,然後進入範例資料夾。接著可在同一個終端機直接執行分析指令。

Windows / PowerShell

curl.exe -fL -o 01_elastic_hinge.zip https://www.frontistr.com/sys/files/01_elastic_hinge.zip
if ($LASTEXITCODE -eq 0) {
  Expand-Archive -Path 01_elastic_hinge.zip -DestinationPath . -ErrorAction Stop
  cd 01_elastic_hinge
}

macOS / Linux

curl -fL -o 01_elastic_hinge.zip https://www.frontistr.com/sys/files/01_elastic_hinge.zip &&
unzip 01_elastic_hinge.zip &&
cd 01_elastic_hinge

03

在範例資料夾中執行

在範例資料夾(01_elastic_hinge)中執行分析。請確認該資料夾內有 hecmw_ctrl.dat。

Windows 二進位檔

在範例資料夾中按兩下 fistr1.exe。隨附的 DLL 也必須放在同一個資料夾。如果執行結束時視窗關閉,請用 ParaView 開啟寫入範例資料夾的結果。

查看記錄

如果視窗立即關閉且沒有產生結果,或您想查看記錄,請在範例資料夾開啟 PowerShell 並執行:

.\fistr1.exe

Docker(Windows / macOS / Linux)

docker run --rm --platform linux/amd64 -v "${PWD}:/work" -w /work registry.gitlab.com/frontistr-commons/frontistr/fistr1:master fistr1

在範例資料夾中開啟終端機(Windows 使用 PowerShell)並執行指令。範例資料夾會掛載到容器內的 /work,結果則儲存在本機的範例資料夾中。

若在終端機中執行,記錄最後出現以下訊息即表示分析完成。執行時間會依電腦而異。

FrontISTR Completed !!
如果無法正常執行

如果找不到輸入檔案,請確認您是在 01_elastic_hinge 資料夾中執行分析。在 Windows 上,也請確認 fistr1.exe 與隨附的所有 DLL 都已複製到同一個資料夾。

04

在 ParaView 中開啟結果

安裝 ParaView。選擇 File → Open,開啟範例資料夾中的下列檔案。

hinge_vis_psf.0001.pvtu

結果會輸出到同一個 01_elastic_hinge 資料夾。旁邊的 hinge_vis_psf.0001 資料夾也必須保留,因此不要只移動 .pvtu 檔案。0000 是初始狀態,0001 是施加荷重後的結果。

下載 ParaView

畫面範例:macOS 上的 ParaView 6.1.0。Windows 與 Linux 的基本操作相同。

  1. 04 / 1

    剛開啟檔案時的畫面。按一下左側的 Apply。

    剛開啟檔案時的畫面。按一下左側的 Apply。
  2. 04 / 2

    按下 Apply 後會顯示鉸鏈幾何形狀。

    按下 Apply 後會顯示鉸鏈幾何形狀。
  3. 04 / 3

    將上方工具列的 Solid Color 改為 NodalMISES,即可顯示 von Mises 應力分布。

    將上方工具列的 Solid Color 改為 NodalMISES,即可顯示 von Mises 應力分布。

顏色與背景會因 ParaView 設定而異,不必與範例圖片完全相同。如果看不到模型,請嘗試 Reset Camera。

第一次分析已完成

接著可以查看範例中的荷重與材料設定。手冊會說明此模型,並介紹其他分析方法。