Anwendungsbereich: Finite Elemente

Beschreibung:

MSC-NASTRAN ist ein leistungsfähiges Finite-Elemente-Programmpaket zur Modellierung physikalischer Probleme. Es bietet Lösungen aus dem Bereich Strukturmechanik, Wärmeübertragung, Strukturoptimierung, Stabilitätsverhalten, Fluid-Struktur-Kopplung, Aeroelastizität, Akustik, thermische, akustische und elektromagnetische Simulationen.

Verfügbar auf:

RRZN-Computeservern.

Detailliertere Informationen zur FE-Software MD NASTRAN finden Sie auf den folgenden Homepages:

• Programmhersteller MSC Software, MSC.Software GmbH
• Vertrieb für akademische MSC Produkte erfolgt über: TATA TECHNOLOGIES.

Installierte Versionen: MD NASTRAN 2010

Mehr Informationen über die Student Edition & Download >>

Betreuer: Wilfried Sander

Lizenzmodell: Uni Hannover Institutsrechner

• Allgemeines
• Funktionalität
• Installation auf den RRZN-Computeservern
• Benutzung von NASTRAN auf den RRZN-Computeservern
• Dokumentation und Beispiele

MD Nastran vereint MSC Nastran, Marc, Dytran und LS Dyna. Für die Durchführung von Simulationen im Bereich  Wärmetransfer, Bewegungs- oder Crash- Analysen.

Detailliertere Informationen zur FE-Software MD NASTRAN finden Sie auf den folgenden Homepages:

• Programmhersteller MSC Software, MSC.Software GmbH
• Vertrieb für akademische MSC Produkte erfolgt über: TATA TECHNOLOGIES.

Die Nastran Lizenzen der Leibniz Universität Hannover sind Bestandteil des "University MD FEA Bundle" ausschließlich für den Einsatz im Bereich Forschung und Lehre bestimmt.

Das Programmpaket NASTRAN wurde von der NASA als ein universell einsetzbares Finite Elemente Programm entwickelt. MSC/NASTRAN ist ein anerkanntes und weltweit führendes FE-Programm.

NASTRAN bietet umfangreiche Anwendungsgebiete:

• Rotor Dynamics
• Explicit
• Structural
• Termal
• Multiphysics
• Noise & Vibration
• Nonlinear
• Composites
• Fluid-Structure Interaction

Die Modelgenierung des Problems für NASTRAN besteht in der Erzeugung einer Textdatei als Eingabedatensatz für die Analyse. Das funktioniert bei größeren Modellen unter Verwendung des Prä- /Post-Prozessor MSC-PATRAN. Die Eingabedatei für NASTRAN wird In Patran im ANALYSIS-Menü gewählt.

Die derzeit auf den RRZN-Computeservern installierte NASTRAN Versionen ist

• MD NASTRAN 2010 (Default Version)

NASTRAN auf den RRZN-Computeservern ist ein 64-Bit Programm.

Die aktuelle Lizenz beinhaltet: mehrere gleichzeitige Nutzer mit Nutzung paralleler Prozesse.

Die einzelnen Softwarepakete auf den RRZN-Computeservern werden über sogenannte Module benutzbar gemacht. Mit dem module-Befehl werden Umgebungen für spezifische Softwarepakete eingerichtet oder auch wieder entfernt. Eine Übersicht ergibt das Kommando module avail . Für mehr Informationen über das Modul-Konzept auf dem Cluster sei auf die Seite Modules verwiesen.

Das Paket NASTRAN 2010 steht daher nach dem Kommando

 module load nastran

zur Benutzung zur Verfügung.

Der Zugriff auf Software-Produkte erfolgt im RRZN über die Module-Technik.

Der Aufruf des Marc-Skript-Kommandos muss in eine Skriptdatei integriert werden. Details zur Skriptdatei findet man im Abschnitt Batchbetrieb. Die Initialisierung erfolgt in der Module- Technik wie folgt:

module avail                            (zeigt alle verfügbaren Module-Files an)

module load nastran             (für die Version 2010)

Ausführung von MD Nastran im Batchbetrieb

Seriell und parallel im Shared Memory Modus auf einem Knoten:

Die Initialisierung erfolgt in der Module-Technik wie folgt:

   module load nastran

Mit -jid jobname wird die Inputdatei jobname.dat erwartet. 

Um keine Quota-Probleme zu bekommen wird empfohlen, den Job nastran von /bigwork aus zu starten. 

Eine ausführliche Beschreibung der nastran Optionen findet man in der aktuellen Online-Dokumentation.

Die Programmausführung von Nastran auf den Compute-Servern  erfogt durch  ein Jobskript für das Batchsystem PBS.

Das Batchskript wird von Orac abgeschickt:

qsub jobscript

Nastran stellt einen seriellen und zwei parallele Modi bereit: Shared Memory parallel und Distributed Memory parallel. Im Beispiel wird nur der Shared Memory Modi beschrieben.

Der serielle Modus kann für mittelgroße Beispiele oder Testfälle verwendet werden. Bei größeren Testfällen ist dagegen das Rechnen im parallelen Modus (d.h. auf mehreren Prozessoren gleichzeitig) besser geeignet, um schneller ein Ergebnis zu erhalten. Die Berechnungszeit verkürzt sich dabei im Idealfall proportional zur Anzahl der beteiligten Prozessoren.

Im Shared Memory Modus erfolgt die Parallelisierung durch parallele Threads. Für diese wird gemeinsam adressierbarer Speicher benötigt. Aus diesem Grund können solche Rechnungen nur auf einem Knoten laufen. Welche Ressourcen pro Knoten auf den RRZN-Computeservern zur Verfügung stehen, finden Sie unter Rechnerressourcen.

Das folgende Batchscript ist ein Beispiel für einen seriellelen Nastran Aufruf:

#!/bin/ksh
#
#PBS -S /bin/ksh
#PBS -N nastran
#PBS -l nodes=1:ppn=1,walltime=05:30:00
#  Ressourcenanforderung: 1 Knoten, 1 Prozessor, 5 Std., 30 Min. Rechenzeit
#PBS -o jobname.log
#PBS -e jobname.err
#PBS -m e
#PBS -M ...........@.......uni-hannover.de
#PBS -q all

#  Wechsel in das Working Directory
#
cd $PBS_O_WORKDIR
#
# Initialisierung der Modulefiles
#
. /usr/share/modules/init/ksh

module load nastran

md20101 nastran -jid jobname

Das folgende Batchscript ist ein Beispiel für einen parallelen Nastran Aufruf (SMP):

#!/bin/ksh
#
#PBS -S /bin/ksh
#PBS -N nastran
#PBS -l nodes=1:ppn=8,walltime=05:30:00
#  Ressourcenanforderung: 1 Knoten, 8 Prozessoren, 5 Std., 30 Min. Rechenzeit
#PBS -o jobname.log
#PBS -e jobname.err
#PBS -m e
#PBS -M ...........@.......uni-hannover.de
#PBS -q all

#  Wechsel in das Working Directory
#
cd $PBS_O_WORKDIR
#
# Bestimmung der Anzahl der Prozessoren für den nproc-Parameter
#
np=`expr  $(cat $PBS_NODEFILE | wc -l)`
#
# Initialisierung der Modulefiles
#
. /usr/share/modules/init/ksh

module load nastran

md20101 nastran -jid jobname nproc=$np

Beispieldateien aus dem Verification Manual findet man auf Orac im Verzeichnis:

/sw/aws/eng/MD_Nastran/md20101/nast/demo

Die PDF-Doku der Version 2010 finden Sie im  Verzeichnis:

/sw/aws/eng/MD_Nastran/md20101/doc/pdf_nastran

Weitere ausführliche Informomationen zu NASTRAN finden Sie auch unter den folgenden Links :

• Universität Karlsruhe
• Hochschule Kaiserslautern