개요

Hyfeast의 커맨드라인 유한요소 해석프로그램인 hfAnalyzer는 텍스트 입력파일을 읽어 해석을 수행한다. 입력파일은 *Node, *Element 등과 같이 *로 시작하는 예약된 키워드로 시작하는 명령어 블록 구조로 구성된다. 다음은 간단한 프레임 해석에 대한 입력 파일이다.

# Portal Frame Example

*Node
 1, 0., 0.
 2, 0.,10.
 3,10.,10.
 4,10., 0.

*Element, Type=B2D2H, ELSet=ALL
 1, 1, 2 
 2, 2, 3
 3, 3, 4

*Material, Type=IsoElasticity, Name=beam
 210E9, 0.3, 0, 7700   # E, nu, alpha, density

*Section, Type=Beam, Name=BeamSection, Mass=Lumped
*Cell, TYPE=Rectangle, MAT=beam
 0.4, 0.1 

*Distribution, TYPE=Section
 ALL, BeamSection

*Constraint, Type=Support, Name=BC
 1, X|Y|RZ
 4, X|Y|RZ

*Load, Type=Concentric, Name=LC2
 2,X,100E3

*NSet, Type=SELECT, Name=23
 2, 3

*NSet, Type=SELECT, Name=14
 1, 4

#---------- Static analysis for odal concentric load
*Step, Type=Static, Name=Case1
*Activate, Type=Element
 ALL
*Activate, Type=Constraint
 BC
*Activate, Type=Load
 LC2
*Output, Frequency=1
 D,FN,BSF
*Print, File=Case1.prn
 D@23, FN@14

#---------- Frequency extraction analysis
*Step, Type=Frequency, Name=Case2
 10
*Activate, Type=Element
 ALL 
*Activate, Type=Constraint
 BC 
*Output
 D             # if frequency step, D means mode shape.
*Print, File=Case2.prn

입력 텍스트 파일에서 사용되는 일반규칙을 나열한 것이다.

  • 한글과 같은 Non-Ascii 문자가 존재하는 경우 UTF-8로 인코딩되어야 한다. .
  • 입력파일은 텍스트파일이며 한 줄씩 순차적으로 읽어들어 파싱한다.
  • 공백라인은 무시하고, # 문자로 설명문(commentation)을 작성할 수 있다.
  • \ 문자를 사용하여 다음 줄과 연결(concatenation)할 수 있다.
  • 예약된 키워드(keyword)의 대소문자를 구분하지 않으나, 사용자가 정의한 문자열(예를 들어 요소집합 이름 등)은 대소문자를 구분한다.

  • 각 라인은 n1, n2, n3 또는 n1, ..., ID=id1, ... 등과 같은 형태를 가지는 프리포맷(free format)이다. 이때 파싱의 대싱이 되는 토큰(token)은 등호(=), 쉼표(,)를 기준으로 구분된다. 프로그램 내부적으로 작동하는 방식은 다음과 같다.

    • 등호(=)를 찾아 등호의 왼쪽 키워드를 인식
    • 프리포맷(free format) 형태로 인식된 각각을 쉼표(,)를 구분자로 각 토큰으로 분할
    • 이중따움표로 둘러쌓인 경우 하나의 토큰으로 인식

  • 실수나 정수로 입력이 되는 부분은 간단한 산술 연산을 수행할 수 있다. 예를 들어 1+2*(10+2)와 같은 산술 연산을 수행한다. 연산식 내에 공백이 존재하는 경우 토큰으로 분리되므로 공백이 존재하면 안된다. 만약 공백이 존재하는 경우 하나의 토큰으로 인식하게 하려면 이중따옴표를 사용하여야 한다(예 “1 + 2*(10+2)”)

  • 산술식에서는 20sin(30deg) 등과 같이 다음에서 미리 정의된 함수, 상수 등을 사용할 수 있다.

    • f(x) 형태의 함수: sin, cos, tan, acos, atan, cosh, sinh, tanh, abs, exp, log, log10, sqrt, step, sgn
    • f(x,y) 형태의 함수: pow, max, min
    • Constant: pi, e, deg

  • 문자열이 입력되는 부분에서 공백이 있는 경우 이중따움표로 묶어주어야 한다. 예를 들어 *Material, TYPE=IsoElasticity, Name="the material")

  • 파일명을 문자열로 입력받는 경우 상대경로, 절대경로를 모두 인식한다. 만약 경로상에 공백이 있는 경우 이중따움표로 묶어주어야 한다. 상대경로는 입력파일이 존재하는 디렉토리를 기준으로 한다. 예를 들어 다음과 같다. 
*Include, File=모델1.inp
*Include, File=템플릿/모델1.inp
*Include, File=“템플릿 폴더/모델 1.inp”     ← 공백이 있는 경우 이중따옴표 적용
*Include, File="./템플릿/프레임 모델.inp"    ← .은 현재 디렉토리 .
*Include, File="../프레임 모델.inp“          ← ..은 부모 디렉토리 
*Include, File="D:/DevProg/HFC4.0/EXAMPLE/프레임 모델.inp"   ← 절대 경로

*로 시작하는 명령어(command)는 크게 모델링 명령, 해석 명령, 기타 명령로 구분할 수 있다. 다음은 명령어를 요약한 것이다.

절점 명령
  • *Node: Define a node.
  • *NSet: Define a nset.
  • *NGen: Generate nodes with a line pattern and assign them to a nset.
  • *NFill: Generate nodes with a filling pattern and assign them to a nset.
  • *NCopy: Copy a nset.
요소 명령
  • *Element: Define an element.
  • *ELSet: Define an elset.
  • *ELGen: Generate elements and assign them to an elset.
  • *ELCopy: Copy an elset.
  • *Section: Define a section.
하중과 구속조건 명령
  • *Load: Define a load.
  • *Constraint: Define a constraint.
프라퍼티 명령
  • *Material: Define a material.
  • *Function: Define a function.
  • *Surface : Define surface
  • *Construction : Define auxilieary geometric entities – spline and construciton line.
  • *CoordinateSystem: Define a coordinate system.
해석 명령
  • *Step: Define analysis step
  • *Activate: Activate elements, constraints, and loads
  • *Inactivate: Inactivate elements, constraints, and loads
  • *Convergency: Assign convergency crietria
  • *SolutionAlgorithm: Assign solution algorithm for equilibrium iteration
  • *TimeIntegration: Assign time integration scheme for dynamic step
  • *RayleighDamping: Assign Rayleigh damping for dynamic step
  • *Modal: Set dynamic analysis with modal analysis and assign modal damping ratios.
  • *Field: Set element's field state
  • *Output: Assign requests for field output for output file(ODB file).
  • *Print: Assign requests for printing fields for a specified text file.
  • *Check: Assign request for field check
해석 결과 관리 명령
  • *PostStep: Generate new step from other step's results
  • *History: Assign request for history output.
  • *PostHistory: Extract history output from existing steps.
  • *HDB: Load HDB file(.hdb)
모델링 편의 명령
  • *Include: Include external file.
  • *DefaultParameter : Assign default parameter expression
  • *Distribution: Assign nodal and element properties
  • *Model: Generate template model
기타 명령
  • *Environment: Setup environment
  • *Stop: Setup control parameters
  • *TestMaterial: Test material model for given strain history