Řídicí parametry řešiče

Řídicí parametry řešiče HPLS se zadávají v souboru name.iL:

Význam řídících parametrů záleží na tom, jaký typ nelineární úlohy se řeší. Elastoplastická úloha vede k řešení soustavy nelineárních algebraických rovnic v každém zatěžovacím stavu. Současně probíhá integrace konstitutivních rovnic s deformačně řízeným krokem, na který nemá velikost přírůstku zatížení podstatný vliv. Pro elastoplastickou úlohu jsou tudíž důležité parametry vztahující se k iterační metodě řešení ($\mathtt{KMET}$, $\mathtt{NITER}$ a kritéria konvergence). Pro výpočet creepu je naopak použita časově řízená integrace, která sice nevyžaduje řešení soustavy nelineárních rovnic, klade však důraz na správnou volbu délky kroku. Důležité jsou proto parametry $\mathtt{NSUBI}$ a $\mathtt{NINT}$.

KMET volí metodu řešení soustavy nelineárních algebraických rovnic. Pro čistě creepovou úlohu nemá tento parametr význam, neboť explicitní časová integrace vede k linearizovaným rovnicím.
$=1$ … modifikovaná Newton-Raphsonova metoda
$=2$ … metoda BFGS (výchozí)

KOUT aktivuje výstup vektorů řešení do binárního souboru name.PLS, kterým pak v programu STR2/STR3 odpovídá pořadové číslo $\mathtt{ILC}$ (viz name.i5). Pokud byla úloha restartována s $\mathtt{KREST}=2$ (viz Posloupnost zatěžovacích stavů), soubor name.PLS se přepíše, tj. řešení z předchozího běhu se musí zpracovat před restartem. Číslo v závorce udává počet zapsaných vektorů řešení:
$=0$ … kontrola vstupních dat ($0$)
$=1$ … po každém zatěžovacím stavu ($\mathtt{NCYC}\cdot\mathtt{NLC}$)
$=2$ … po každém cyklu ($\mathtt{NCYC}$)
$=3$ … jen výsledné řešení ($1$)

NSUBI specifikuje subinkrementaci zatěžovacích stavů (výchozí hodnota je $1$). Dílčí řešení se nezapisují do souboru name.PLS. Dělení má význam především pro creepovou úlohu, kdy je možné pevně předepsat délku časového kroku $\Delta t=(t_{i+1}-t_i)/\mathtt{NSUBI}$ ($t_i$ odpovídají zatěžovacím stavům $L_i$, viz Posloupnost zatěžovacích stavů). Zároveň je vhodné nastavit $\mathtt{NINT}=1$. Pro časově nezávislý problém se parametr $\mathtt{NSUBI}$ uplatní jen vyjímečně, v podstatě jen tehdy, když je třeba vynutit proporcionální silovou změnu mezi $L_i$ a $L_{i+1}$ (viz Posloupnost zatěžovacích stavů).

NITER specifikuje maximální počet iterací (výchozí hodnota je $10$).

NINT specifikuje dělení integračního intervalu (výchozí hodnota je $10$) a souvisí s přesností řešení. Řádová chyba v napětích je podstatně menší než $100/\mathtt{NINT}$ %. Výchozí hodnota dává ve většině případů malou chybu (cca 1–3 %) a nedoporučuje se ji proto měnit. Při řešení creepových úloh je časový krok programem nastavován automaticky. Položení $\mathtt{NINT}=1$ má za následek vyřazení krokovacího algoritmu z činnosti (připouští se 100% lokální chyba). V takovém případě je nutné předepsat časový krok volbou parametru $\mathtt{NSUBI}$. U elastoplastických úloh může integrace s $\mathtt{NINT}=1$ významně urychlit výpočet, aniž by se příliš poškodilo řešení. Integrační metoda se pak redukuje na algoritmus prediktor-korektor (Euler forward – radial return), vhodné je však omezit velikost silových přírůstků pomocí $\mathtt{NSUBI}$.

Kritéria konvergence UTOL, RTOL a XTOL se vztahují k iteračnímu řešiči. Řešení pokračuje tak dlouho, dokud nejsou splněna všechna kriteria současně, nebo se nepřekročí maximální dovolený počet iterací $\mathtt{NITER}$. Pokud bylo řešení přerušeno v důsledku překročení $\mathtt{NITER}$, je nutné spustit program znovu. Výpočet je automaticky restartován od poslední iterace. Před opětovným spuštěním programu je možné změnit kriteria konvergence, metodu řešení $\mathtt{KMET}$ a integrační parametr $\mathtt{NINT}$. Index $^{(i)}$ označuje $i$-tou iteraci, index $^{(0)}$ výchozí stav a $\sqrt{\mathtt{LSOL}}$ je odmocnina z celkového počtu neznámých (stupňů volnosti sítě):

• $||\Delta\mathbf{u}^{(i)} || < \mathtt{UTOL}\,||\mathbf{u}^{(i)}||$ (výchozí hodnota je $\mathtt{UTOL}=10^{-3}$)
• $||\mathbf{R}^{(i)}|| < \mathtt{RTOL}\,||\mathbf{R}^{(0)}||$ (výchozí hodnota je $\mathtt{RTOL}=10^{-3}$)
• $\sqrt{\mathtt{LSOL}}\max|\mathbf{R}^{(i)}|<\mathtt{XTOL}\,||\mathbf{R}^{(0)}||$ (výchozí hodnota je $\mathtt{XTOL}=10^{-2}$)

PENAL se zadává u kontaktních úloh a na jeho správné volbě závisí stabilita i přesnost řešení.