TSTEPNL

비선형 천이(transient) 해석을 위한 시간 적분 제어 파라미터를 정의하는 Bulk Data entry 다 [MSC_Nastran_2022.4_Quick_Reference_Guide.pdf p.2973].

정의·용도

TSTEPNL Bulk Data entry 는 시간 스텝 크기(time step size), 스텝 수, 출력 간격(output interval)과 함께 비선형 반복(nonlinear iteration) 옵션을 지정한다 [MSC_Nastran_2022.4_Reference_Guide.pdf p.729]. 즉 비선형 천이 구조 해석 또는 열전달 해석을 위한 파라미터 제어 데이터를 정의한다 [MSC_Nastran_2022.4_Quick_Reference_Guide.pdf p.1081].

이 entry 는 Case Control command TSTEPNL 의 ID 로 선택된다 [MSC_Nastran_2022.4_Reference_Guide.pdf p.729]. 단, Case Control 의 TSTEPNL 은 Bulk Data 의 TSTEP entry 를 선택할 수도 있으나, Bulk Data 의 TSTEP 과 Bulk Data 의 TSTEPNL 은 완전히 다른 entry 다 [MSC_Nastran_2022.4_Quick_Reference_Guide.pdf p.674]. 비선형 반복 전략에서 정적 해석은 NLPARM(Nonlinear Parameters for Statics), 천이 해석은 TSTEPNL(Nonlinear Parameters for Transient)이 담당한다 [MSC_Nastran_2022.4_SOL_400_Getting_Started_Guide.pdf p.56].

각 subcase(residual superelement 해만 해당)는 하나의 TSTEPNL entry 를 요구하며, 복수 subcase 는 시간상 순차적으로 발생한다고 가정한다. 따라서 각 subcase 의 초기 조건은 직전 subcase 의 종료 조건으로 정의된다 [MSC_Nastran_2022.4_Reference_Guide.pdf p.729]. 동일한 TSTEPNL Bulk Data 를 여러 subcase 가 선택할 수 있으나, restart 시 변경에 대비하여 subcase 마다 다른 TSTEPNL entry 를 선택할 것을 권장한다 [MSC_Nastran_2022.4_Reference_Guide.pdf p.729].

형식 / 필드 / 구문

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
TSTEPNL	ID	NDT	DT	NO		KSTEP	MAXITER	CONV
	EPSU	EPSP	EPSW	MAXDIV	MAXQN	MAXLS	FSTRESS
	MAXBIS	ADJUST	MSTEP	RB	MAXR	UTOL	RTOLB

위 포맷은 시간 스텝 수(NDT), 스텝 크기(DT), 출력 간격(NO)과 함께 수렴 판정 및 적응형 시간 스텝(adaptive time stepping) 관련 필드를 포함한다 [MSC_Nastran_2022.4_Reference_Guide.pdf p.729].

시간 스텝 크기 선택은 주로 입력 하중의 주파수 성분과 관심 최고 주파수 모드에 의해 결정되며, 합리적 정확도를 위해 한 주기당 7개 이상의 스텝을 두는 것이 일반적 지침이다 [MSC_Nastran_2022.4_Reference_Guide.pdf p.729]. 적응형 시간 스텝 기능은 SOL 129 의 핵심 요소로 선형·비선형을 막론하고 모든 문제에 권장된다 [MSC_Nastran_2022.4_Reference_Guide.pdf p.729].

METHOD 옵션

TSTEPNL Bulk Data entry 의 METHOD 옵션은 시간 적분 방식을 선택한다. DMAP 모듈 NLTRD 는 METHOD=“AUTO” 와 “TSTEP” 만 지원하고, NLTRD2 는 METHOD=“ADAPT” 만 지원한다 [MSC_Nastran_2022.4_DMAP_Programmer_Guide.pdf p.2249]. NLTRD2 는 비선형 천이 문제를 풀기 위한 자동 시간 적분(METHOD=“ADAPT”) 방식을 사용하며, 수렴까지 시간 증분과 벡터 반복을 수행하고 필요 시 line search 및 quasi-Newton 벡터 기법을 적용한다 [MSC_Nastran_2022.4_DMAP_Programmer_Guide.pdf p.2255].

사용 예

기본값을 사용한 예시 [MSC_Nastran_2022.4_Reference_Guide.pdf p.729]:

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
TSTEPNL	250	100	.01	1		2	10	PW
	1.E-2	1.E-3	1.E-6	2	10	2	0.2
	5	5		0.75	16.0	0.1	20.

SOL 129 비선형 천이 해석에서 Case Control 의 subcase 별로 서로 다른 TSTEPNL ID 를 선택하는 예 [MSC_Nastran_2022.4_Reference_Guide.pdf p.627]:

SUBCASE 1            $ UP TO 0.5 SECONDS
  DLOAD = 210
  TSTEPNL = 22
SUBCASE 2            $ UP TO 1 SECOND
  DLOAD = 210
  TSTEPNL = 21
...
BEGIN BULK
TSTEPNL  21  200  .0025  2  AUTO  10

관련 항목

• SOL 129 Nonlinear Transient Response — TSTEPNL 의 주된 사용 솔루션 시퀀스
• SOL 400 — NLSTEP 이 NLPARM·TSTEPNL·NLPCI·NLADAPT 를 대체하는 통합 비선형 제어 [MSC_Nastran_2022.4_SOL_400_Getting_Started_Guide.pdf p.56]
• SOL 700 — Explicit Nonlinear; Time Step Control 로 TSTEPNL 사용, TSTEP 은 TSTEPNL 로 변환됨 [MSC_Nastran_2022.4_Quick_Reference_Guide.pdf p.199]
• TSTEP — 선형 천이용 시간 스텝 entry (Bulk Data 상 TSTEPNL 과 별개)
• NLPARM — 비선형 정적 해석 파라미터
• NLSTEP — SOL 400 의 적응형 하중 증분 entry
• NLPCI · NLADAPT — SOL 400 에서 NLSTEP 으로 통합되는 비선형 제어 entry [MSC_Nastran_2022.4_SOL_400_Getting_Started_Guide.pdf p.180]
• DLOAD — 천이 해석 하중 선택 Case Control
• Bulk Data Entry · Case Control

출처

• TSTEPNL Bulk Data entry 정의·METHOD·DMAP: [MSC_Nastran_2022.4_Quick_Reference_Guide.pdf p.674], [MSC_Nastran_2022.4_Quick_Reference_Guide.pdf p.1081], [MSC_Nastran_2022.4_Quick_Reference_Guide.pdf p.2973], [MSC_Nastran_2022.4_Quick_Reference_Guide.pdf p.199]
• 형식·필드·예시·지침: [MSC_Nastran_2022.4_Reference_Guide.pdf p.729], [MSC_Nastran_2022.4_Reference_Guide.pdf p.627]
• SOL 400 비선형 전략·NLSTEP 대체: [MSC_Nastran_2022.4_SOL_400_Getting_Started_Guide.pdf p.56], [MSC_Nastran_2022.4_SOL_400_Getting_Started_Guide.pdf p.180]
• DMAP 모듈 METHOD 지원: [MSC_Nastran_2022.4_DMAP_Programmer_Guide.pdf p.2249], [MSC_Nastran_2022.4_DMAP_Programmer_Guide.pdf p.2255]