MARC
MARC is a general-purpose finite element program designed for both linear and nonlinear analyses of structural, thermal, and electric field problems.
Allgemeines
Hersteller, Versionen und Plattformen
Hersteller: MSC Software Deutsche Vertretung: MSC.Software GmbH Am Moosfeld 13 81829 Muenchen Main Phone: +49 (89) 431 987 0 Fax: +49 (89) 436 17 16 Hotline: +49 (89) 431987-277 Rechner, Betriebssystem: LINUX-Cluster Versionen: MARC Version 2007 MENTAT Version 2007
Awendungsgebiet
MARC is a general-purpose finite element program designed for both linear and nonlinear analyses of structural, thermal, and electric field problems. In addition, it can handle coupled thermal-mechanical and electric-thermal analyses. In nonlinear and transient problems, MARC makes the analyses easier by offering automatic load increments and time-stepping capabilities.
Eigenschaften von MARC
Many types of analyses can be performed by a combination of the basic MARC capabilities.
Geometry:
1-D: truss, beam (open and closed section)
2-D: plane stress, plane strain, generalized plane strain
3-D: Solids, plates, shell, membranes
Axisymmetric 2-D: Solid or shell (with nonaxisymmetric loading
for linear problems)
Behavior:
linear/nonlinear for geometry or material
static/dynamic
steady-state/transient
Material:
linear elastic
isotropic/orthotropic/anisotropic
composites
elastic-plastic, work-hardening
isotropic, kinematic, and combined hardening
finite strain
cyclic loading
viscoplasticity
rigid plastic flow
nonlinear elastic, elastomers, rubber
viscolastic
Boundary conditions vary with:
time/increment
temperature
displacements, velocities, accelerations
open/close contact
Four comprehensive libraries:
Procedure Library: Linear Elastic
Substructuring
Nonlinear
Fracture Mechanics
Dynamics
Heat Transfer
Hydrodynamic Bearings
Joule Heating
Fluid/structure interaction
Thermo-mechanical
Change of State
Element Library: approx. 100 element types
Material Library: 40 different material models
Linear elastic
Composites
Hydroelastic
Elastomers
Elastic-plastic
Cyclic-plasticity
Creep
Viscolasticity
Polymers
Viscoplasticity
Soils
Conretes
Function Library: Load and contraints
Plotting
Post-processing
Benutzerkreis
Der Benutzerkreis ist bei MARC vertraglich eingeschränkt. MARC darf nur für Aufgaben aus dem Bereich der Forschung und Lehre an Instituten der Bayerischen Akademie der Wissenschaften, der Universitäten oder der Fachhochschule eingesetzt werden; für Anwendungen außerhalb des akademischen Bereichs gelten besondere Nutzungsbestimmungen.
Nutzung des Programms
Zugriff und Programmablauf
Der Zugriff auf das MARC Programmsystem erfolgt durch Laden des entsprechenden Moduls:
module load marc
module load mentat
Mit diesen Befehlen werden alle weiteren benötigten Kommandos zur Verfügung gestellt und Variablen belegt, z.B. können die Beispiele einfach mit
cd $MENTAT_EXAMPLES (Beispiele zu Mentat)
cd $EXAMPLES (Beispiele zu MARC)
verfügbar gemacht werden.
Diese Variablen sollten vom Benutzer nicht verändert oder gelöscht werden.
Der eigentlich Aufruf von MARC erfolgt mit:
marc -jid <jid> [weitere Optionen]
bzw.
run_marc -jid <jid> -user user_subroutines [weitere Optionen]
Für <jid> muß die Job-Identification (der Filename des Kommandofiles) gesetzt werden; heißt der Eingabedatensatz "MYJOB.dat" so lautet die Job-Identificaton MYJOB. Die von MARC erzeugten Ausgabedatensätze leiten ihre Filenamen aus der Job-Identification ab, z.B: MYJOB.t04. Der Output des MARC Programmes geht in den File MYJOB.out.
Weitere Optionen für das "run_marc"-Kommando:
-prog <prog> Programmname
Name eines ausführbaren Programms:
Standardprogramme sind:
marc
mesh3d
pipe
plot
neutral_to_lrz
postscript
xcurve
Der Benutzer kann aber auch das Executable eines
vorhergehenden Jobs spezifizieren, um so Übersetzungs-
zeiten zu sparen (s.a. Option -user), z.B:
my_subroutines
Default: marc
-rid <rid> Restart File Job ID
-pid <pid> Post File Job ID
-sid <sid> Substructure File ID
-user <user_subroutines> Identifikation des Files mit den Benutzerrou-
tinen (Angabe ohne die Extension .f)
Das von MARC erzeugt Executable erhält den Namen:
<user_subroutine>.marc
-save <y|n> Das von MARC erzeugt Executable (<user_subroutine>.marc)
wird nicht automatisch gelöscht und kann für nachfol-
gende Läufe verwendet werden (Option -prog).
Achtung: Arbeitet der Benutzer im temporären Directory
$TMPDIR, so muß er explizit das Executable am Jobende
in sein Heimatverzeichnis $HOME kopieren.
-v <y|n> Verify.
y: Die Benutzereingaben werden überprüft und der
Benutzer wird im interaktiven Betrieb noch einmal
gefragt, ob er den Job mit den angezeigten Werten
wirklich rechnen oder abschicken will.
n: keine Bestätigung vor Ausführung oder Submit.
Default: Yes im Interaktiven Modus
No im Batch Modus
Im allgemeinen sollte man mit MARC nur in den temporären Directories
$OPT_TMP
oder
$PROJECT
arbeiten, da nur hier genügend Platz für die Scratch-Files zur Verfügung steht. me directory kopieren!
Beispiele
Eine Übersicht über die MARC Beispiele erhält man mit:
ls -C $EXAMPLES
MARC interaktiv
# MARC Programmsystem bereitstellen module switch fortran fortran-7.1 module load marc # Ins temporäre Directory wechseln, weil nur dort genügend # Platz für die Scratch-Files bereitsteht und nur dort die # Files dem ldcache-Mechanismus (SSD) unterworfen sind !! cd /tmp # Standard MARC_Lauf mit Neutral Plot # Beispiel ins aktuelle Directory kopieren cp $EXAMPLES/e6x6a* . # MARC ausführen marc -jid e6x6a # Ergebnisse ausgeben cat e6x6a.out
MARC in einem Batchjob
MARC kann auf allen Prozessoren des clusters laufen.
Beispiel für ein MARC 2005 Batchfile:
#!/bin/sh #$-o myjob.out -j y #$-N myjob #$-M myname@mydomain.de . /etc/profile
module load marc cd /ntmp/<user-id>/marc marc -jid example
Gestartet wird der Batchjob mit:
qsub batchfile
MARC und der Pre-/Postprozessor PATRAN
PATRAN ist ein interaktives Programmsystem für das rechnerunterstützte Entwerfen und Berechnen mechanischer Bauteile. PATRAN ermöglicht es, die Eingabedaten für komplexe Berechnungsprogramme schneller, einfacher und weniger fehlerbehaftet zu erstellen. Durch relativ einfache Befehle, die einer gemeinsamen Syntax unterliegen, wird die Geometrie eines Bauteiles mathematisch beschrieben und in einer Datenbank abgespeichert. Bauteileigenschaften, wie z.B. Volumen, Schwerpunkt, Trägheitsachsen und -momente, sowie das Gewicht bei Angabe des verwendeten Materials können von PATRAN berechnet werden. Vor allem bei größeren Konstruktionsvorhaben sollte auf die Verwendung von PATRAN nicht verzichtet werden.
Postprocessing für MARC
Für das Postprocessing mit PATRAN sollte die POST Anweisungen etwa wie folgt aufgebaut sein:
post 1,0,0,1,0,,,,,,4 (formatted POST File) oder post 1,0,0,0,0,,,,,,4 (unformatted POST File)
Mentat
Kurzbeschreibung
Mentat ist ein grafisches frontend zu MARC. Mentat unterstützt die nichtlinearen Fähigkeiten von MARC, automatische Domain Decomposition und das Aufsetzen von MARC jobs sowie die Auswertung von MARC Ergebnisdateien.
Mentat kann außerdem zum Erzeugen eines Gitters (meshing) verwendet werden, allerdings gibt es am LRZ nur den Standard "tetramesher" in Mentat, nicht aber den etwas besseren jedoch unerschwinglich teueren "hexmesher".
Rechts sehen Sie ein Beispiel eines 3-dimensionalen Körpers, der mit Mentat erzeugt wurde.
Mehr zu Mentat finden Sie auf der Seite des Herstellers.
Aufruf
Nachdem das entsprechende Modul geladen ist:
module load mentat
kann Mentat auf dem LINUX cluster einfach aufgerufen werden:
mentat
Bitte stellen Sie sicher, daß für den von Ihnen zum Zugriff benutzten SSH-Tunnel X-Forwarding aktiviert ist. Überprüfen Sie dies bei Problemen durch Aufruf von xlogo; hierauf sollte Ihnen ein kleines Fenster mit dem Logo des X-Window-Systems angezeigt werden; ist dies nicht der Fall, gibt es Probleme beim X-Forwarding.
Beispiel zu Mentat:
# Mentat bereitstellen module load mentat # Ins temporäre Directory wechseln, weil nur dort genügend # Platz für die Scratch-Files bereitsteht cd /tmp cp -r $MENTAT_EXAMPLES/userguide/c14 . cd c14 mentat c14.proc
Dokumentation
Die zugehörigen Manuale sind online im PDF-Format (Adobe Portable Document Format) unter dem directory $MARC_DOC verfügbar. Der zum Lesen benötigte Acrobat Reader acroread ist auf dem Linux-Cluster bereits installiert:
cd $MARC_DOC/marc_ug
acroread marc_ug.pdf
alternativ kann auch auf die gesamt MSC-Dokumentaiton in PDF-Format zugegriffen werden:
$READ_DOC
Betreuung
Mit Fragen zum Rechenbetrieb sowie mit Anregungen, Wünschen und Fehlermeldungen wenden Sie sich bitte an den Support.