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ANSYS Mechanical APDL
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ANSYS Mechanical APDL

Aktuelle Versionen: 17 und 18

ANSYS Mechanical APDL ist ein Finite-Elemente-Programm zur Lösung von statischen und dynamischen, linearen und nichtlinearen Festigkeitsproblemen, 2D-Strömungsproblemen und anderer Feldprobleme. ANSYS besitzt eigene integrierte Prä- und Postprozessoren. 

Das Produkt hat keine Knoten- und Elementanzahl-Beschränkungen.

Installiert ist die Software auf dem bwUniCluster (uc1) und dem Forschungshochleistungsrechner ForHLR I (fh1). Eine Installation auf Institutsrechnern ist jederzeit möglich.

Basics

Die ANSYS Produkte stehen auf dem bwUniCluster (uc1.scc.kit.edu) und dem Forschungshochleistungsrechner ForHLR I (fh1) zur Verfügung.

Die Software kann auf jeder Institutsmaschine installiert werden.

Start auf dem HPC-Clustern

Um einen möglichst störungsfreien Betrieb der Rechners zu gewährleisten, gibt es Knoten, auf denen interaktiv gearbeitet werden kann und auf die man sich z.B. durch

ssh <username>@uc1.scc.kit.edu
ssh <username>@fh1.scc.kit.edu

einloggt.

Auf den HPC-Clustern wurde ein Modulkonzept eingeführt. Sie müssen daher, bevor Sie mit einem Produkt arbeiten können, das entsprechende Modul laden. Alle vorhandenen Software-Module von ANSYS erhalten Sie, indem Sie

module avail cae/ansys

eintippen. Das Modul heißt

cae/ansys/17.2
cae/ansys/18.1

Das Modul laden Sie mit

module load cae/ansys/17.2
module load cae/ansys/18.1

Bitte arbeiten Sie, wenn möglich immer mit den jeweils neuesten Versionen.

Ein großer Rechenlauf sollte jedoch immer auf den Knoten ablaufen, die dafür vorgesehen sind. Dies wird durch spezielle Aufrufe geregelt, die die Ressourcen für den Job, wie z.B. CPU-Zeit, Anzahl der Prozessoren, Größe des Hauptspeichers etc. anfordern. Diese Anforderungen werden durch ein Job Management System bearbeitet. Mit dem Kommando msub können Jobs abgeschickt werden. Eine ausführliche Parameterliste erhält man, wenn man

msub --help

eingibt.

Neben diesem Kommando stehen noch weitere Kommandos zur Verfügung:

showq          zeigt die aktuellen Status der Jobs auf der Maschine an
canceljob <ID> stoppt einen laufenden oder wartenden Job
checkjob <ID>  zeigt erweiterte Informationen zu einem Job
showstart <ID> zeigt die Startzeit eines laufenden Jobs oder die angeforderten Resourcen

Ausführliche Information erhalten Sie auf der Web-Seite
UC1: bwUniCluster User Guide (Wiki)
FH1: ForHLR User Guide (Wiki)
.

Um dem Benutzer das Arbeiten mit ANSYS zu erleichtern, haben wir ein kleines Programm erstellt, das einen seriellen Job auf einer CPU startet. Der Aufruf des Kommandos lautet:

usage: ans172job [-p PATH] [-c FILE18] [-T TIME] [-M MEM] [-q class] [-j xxxx]
       ans181job [-p PATH] [-c FILE18] [-T TIME] [-M MEM] [-q class] [-j xxxx]
       -p    Name des Pfads in dem das Input-File steht. (notwendig)
             Wenn ihre Dateien unter Ihrem HOME-Verzeichnis liegen,
             muessen sie $HOME voranstellen.
             Wenn sie im WORK-Verzeichnis stehen, muessen sie
             voranstellen.
       -c    Name des Input-File. (notwendig)
       -T n  Laufzeit in CPU-Sekunden (notwendig
       -M n  Memorybedarf in MB. (notwendig)
       -j    Option um filenn.dat in xxxxnn.dat zu aendern (max. 4 Zeichen).

Ein Aufruf könnte zum Beispiel so aussehen:

ans181job -p $HOME/ansjob -c Projekt_23.f18 -T 20 -M 4000 -j pr01

Der ANSYS-Job wird im Verzeichnis ansjob mit der Datei Projekt_23.f18 als Eingabedatei gestartet. Der CPU-Verbrauch beläuft sich auf maximal 20 CPU-Minuten. Es wird maximal 4 GB Hauptspeicher benötigt. Der Datei-Prefix wird auf pr01 gesetzt.

Wichtig: Bei Batchjobs muss die erste Zeile der Input-Datei /BATCH lauten.

Parallele Jobs auf dem bwUniCluster uc1 und dem Forschungshochleistungsrechner ForHLR1 fh1

Es stehen jetzt insgesamt 640 parallele Tasks zur Verfügung. Der Aufruf erfolgt über das msub-Kommando.

Zunächst müssen Sie ein kleines Shell-Script erzeugen:

Version 17:

#!/bin/bash
module load cae/ansys/17.2
cd Arbeitsverzeichnis
export MACHINES=`/opt/bwhpc/kit/cae/ansys/17.2/ansys_inc/scc/machines.pl`
ansys172 -dis -b -j lal -machines $MACHINES < loch_h.f18

Version 18:

#!/bin/bash
module load cae/ansys/18.1
cd Arbeitsverzeichnis
export MACHINES=`/opt/bwhpc/kit/cae/ansys/18.1/ansys_inc/scc/machines.pl`
ansys181 -dis -b -j lal -machines $MACHINES < loch_h.f18

Das Arbeitsverzeichnis kann z.B. mit $HOME oder $WORK beginnen.

Durch die Erweiterung der uc1 hat die Maschine jetzt zwei Typen von Standardknoten. Die "alten" 512 Knoten mit jeweils 16 Cores und die 352 "neuen" Knoten mit jeweils 28 Cores. Die neuen Knoten sind für Jobs vorgesehen, die mehr als 1 Knoten beanspruchen. Die Standardknoten auf der fh1 haben 20 Cores.

Das Shell-Script können Sie jetzt zum Beispiel mit folgendem Kommando an das Batch-System übergeben:

Wenn Ihnen ein Knoten reicht:

UC1:
msub -l nodes=1:ppn=16,pmem=4000mb,walltime=600 Shell-Script

FH1:
msub -q singlenode -l nodes=1:ppn=20,pmem=3000mb,walltime=600 Shell-Script

Der ANSYS-Job wird jetzt mit einer Zeitanforderung von 10 Minuten (walltime=600) und einer Speicheranforderung von 4 GB (4000mb) auf einem Knoten mit 16 CPU-Cores auf den "alten" 16-Core-Knoten auf der uc1 oder auf den 20 Cores-Knoten an der fh1 im Shared Memory Mode gestartet. Bitte passen Sie die entsprechenden Parameter an Ihre Problemgröße an. Für ANSYS Mechanical reichen oft die Parameter nodes=1:ppn=16 bzw. nodes=1:ppn=20 aus.

Wenn Sie mehr als einen Knoten nutzen wollen:

UC1:
msub -l nodes=2:ppn=28,pmem=4000mb,walltime=600 Shell-Script

FH1:
msub -q multinode -l nodes=1:ppn=16,pmem=4000mb,walltime=600 Shell-Script

Der ANSYS-Job wird jetzt mit einer Zeitanforderung von 10 Minuten (walltime=600) und einer Speicheranforderung von 4 GB (4000mb) auf zwei Knoten mit jeweils 28 CPU-Cores auf den "neuen" 28-Core-Knoten an der uc1 oder oder auf den 20 Cores-Knoten an der fh1 über die zwei Knoten im Distributed Memory Mode und innerhalb eines Knotens im Shared Memory Mode gestartet. Bitte passen Sie die entsprechenden Parameter an Ihre Problemgröße an.

Bitte beachten Sie, dass Shell-Scripte nur dann ausgeführt werden können, wenn sie ein sogenanntes Execute-Bit haben:

-rwxr--r--. 1 xx4711 xxx 273 Apr  7 13:05 Shell-Script.sh

Dies erreichen Sie in dem Sie

chmod u+x <Shell-Script>

eingeben.

Start auf eigenen Maschinen

Der Aufruf von ANSYS sollte grundsätzlich über das ANSYS Startscript

ansys172 <Parameterliste>
ansys181 <Parameterliste>

erfolgen.

Dokumentation

Die Dokumentation ist Online. Das Help-System starten sie mit dem Kommando

anshelp172
anshelp181

Dateibehandlung

Die ANSYS Standarddateinamen sind von der Form

<jobname>.<ext>

Für jobname wird standardmäßig file vorbelegt. Die Namenserweiterung ext ist eine dateitypspezifische Ergänzung mit maximal 4 Zeichen. Die Dateien werden standardmäßig im aktuellen Verzeichnis angelegt. Änderung des Standarddateinamens

Der vierstellige Standardname file kann mit der -j - Option durch eine andere beliebige maximal achtstellige Zeichenfolge ersetzt werden. Um einen neuen Dateinamen ver1 zu vergeben, muß ANSYS in der folgenden Form aufgerufen werden:

ansys172 -j ver1
ansys181 -j ver1

Die neuen Dateinamen lauten dann ver1.<ext>.

ANSYS-Startup-File

Zur Schaffung von individuellen Einstellungen können sie sich eine Datei mit dem Namen start.ans anlegen. Diese sollte sich grundsätzlich im aktuellen Verzeichnis oder in ihrem Login(Root)-Verzeichnis befinden. Diese wird nach der Eingabe des ersten ANSYS-Kommandos ausgeführt und wirkt so, als ob sie /INPUT,start,ans eingegeben hätten. ANSYS sucht diese Datei zuerst im aktuellen Verzeichnis, danach im Root-Verzeichnis des aktuellen Benutzers und erst dann im Installationsverzeichnis. Wird die Datei nicht gefunden, erwartet ANSYS ihre nächste Eingabe. In dieser Datei können alle gültigen ANSYS-Kommandos benutzt werden. Sie sollten jedoch beachten, daß sie z.B. keine generellen Preprozessor- Kommandos (PREP7) benutzen können, ohne sich auch tatsächlich im PREP7 zu befinden.

Beispieldateien

Die Beispieldateien aus dem ANSYS Verification Manual finden Sie im Verzeichnis:

uc1:
17.2: /opt/bwhpc/kit/cae/ansys/17.2/ansys_inc/v172/ansys/data/verif
18.1: /opt/bwhpc/kit/cae/ansys/18.1/ansys_inc/v181/ansys/data/verif

Dokumentation

Sämtlich Dokumentation ist jetzt innerhalb des Help-Systems online. Dieses Help-System starten sie z.B. durch Eingabe von anshelp181 für die Version 18.1 .

Version 18:

Auf dem ftp-Server http://ftp.scc.kit.edu/pub/campus/ANSYS/ANSYS18/Dokumentation/18.1/ finden Sie folgende Dateien:

Aus dem Campusnetz heraus können Sie auch direkt über
CIFS: \\sccfs.scc.kit.edu\Service\SCC\sccfs-ftp\pub\campus bzw.
NFS: sccfs.scc.kit.edu:/Service/SCC/sccfs-ftp/pub/campus zugreifen.

Weitere Quellen

Links zu ANSYS-Datenquellen

ANSYS-Tutorials:

Lizenzbeschränkungen

Folgende Bedingungen müssen eingehalten werden:
  1. The analysis work performed with the Academic Program(s) must be non-proprietary work.
  2. Licensee and its Contract Users must be or be affiliated with an academic facility. In addition to its employees and Contract Users, Licensee may permit individuals who are students at such academic facility to access and use the Academic Program(s). Such students will be considered Contract Users of Licensee.
  3. The Academic Program(s) may not be used for competitive analysis (such as benchmarking) or for any commercial activity, including consulting.
  4. Notwithstanding any terms of the Agreement to the contrary, Academic Program(s) may be accessed and used by Licensee at the Designated Site or any other location within the same country as the Designated Site. Such limitations apply to any accessand/or use of the Academic Program(s), including, but not limited to, access via a VPN connection or through license borrowing.

ANSYS Installationsanleitung

Benutzer der Universität Karlsruhe können die Software und das Installationshandbuch direkt von unserem ftp-Server
ftp://ftp.scc.kit.edu/pub/campus/ANSYS/ANSYS17/ oder
ftp://ftp.scc.kit.edu/pub/campus/ANSYS/ANSYS18/
herunterladen.

Aus dem Campusnetz heraus können Sie auch direkt über
CIFS: \\sccfs.scc.kit.edu\Service\SCC\sccfs-ftp\pub\campus bzw.
NFS: sccfs.scc.kit.edu:/Service/SCC/sccfs-ftp/pub/campus zugreifen.

In folgenden Verzeichnissen finden Sie die entsprechenden Installationsdateien  im ISO-, TAR- bzw. ZIP-Format:

LINX64 ................... Linux, 64 Bit
WIN64 .................... Windows, 64 Bit

Eine 32 Bit-Version steht nicht mehr zur Verfügung.

Im Verzeichnis Dokumentation finden Sie u.a. das Installationshandbuch und die Release Notes (im ZIP-Format):

Einige Tutorials finden Sie im Verzeichnis Tutorials.

Gehen Sie wie folgt vor:

  1. Laden Sie die ISO, TAR- bzw. ZIP-Files aus dem entsprechenden Verzeichnis herunter.
  2. Entpacken Sie jedes der Pakete in einem separaten Ordner bzw. mounten diese. Unter Windows können Sie IOS-Files z.B. mit dem Programm Virtual Clone Drive mounten.
  3. Starten Sie unter Windows anschließend die Datei setup.exe. Im sich nun öffnenden Installationsfenster installieren Sie zunächst die "Required Prerequisites", und danach dann die ANSYS Produkte.
    Unter Linux geben Sie INSTALL -noroot ein. Installieren Sie keinen lokalen Lizenzmanager.
  4. Nach der Installation erscheint ein Fenster, in dem Sie den Lizenzserver spezifizieren müssen. Hier geben Sie ein:
    bei SERVER       : 10550@scclic4.scc.kit.edu
    bei ANSLI_SERVERS: 2325@scclic4.scc.kit.edu
  5. Sie können auch im nachhinein im Unterverzeichnis Shared File\Licensing bzw. shared-files/licensing in der Datei ansyslmd.ini die beiden Zeilen eintragen:
    SERVER=10550@scclic4.scc.kit.edu
    ANSYSLI_SERVERS=2325@scclic4.scc.kit.edu