Über Abaqus

Abaqus ist eine umfassende Software-Suite für die Finite-Elemente-Analyse (FEA), die von Dassault Systèmes unter der Marke SIMULIA entwickelt wurde. Sie dient zur Simulation komplexer ingenieurtechnischer Probleme aus der Praxis, die Bereiche wie Spannungen, Verformungen, Wärmeübertragung, Massendiffusion, Akustik, Piezoelektrizität und Elektrochemie in verschiedenen Branchen umfassen.

Die Suite besteht aus mehreren Kernmodulen:

• Abaqus/Standard: Ein impliziter Finite-Elemente-Löser, der sich am besten für statische, quasi-statische und mäßig dynamische Probleme eignet.

• Abaqus/Explicit: Ein dynamisches, explizites Analysepaket, das für stark nichtlineare, transiente Ereignisse wie Stöße und Unfälle optimiert ist.

• Abaqus/CAE: Ein Paket zur Vor- und Nachbearbeitung von Finite-Elemente-Modellen, das zum Erstellen von Modellen und zur Visualisierung von Ergebnissen verwendet wird.

Abaqus gilt als fortschrittliches Analysesoftwarepaket, das auf die Produktionsanalyse spezialisiert ist und über einen umfassenden, modularen Funktionsumfang sowie konsistente, intuitive Regeln zur Problemdefinition verfügt. Es ermöglicht Analysten, das Verhalten von Strukturen unter realistischen Belastungsbedingungen wie Stößen, Schwingungen, thermischen Effekten und Materialversagen vorherzusagen, und seine impliziten und expliziten Solver unterstützen alles von detaillierten Komponentenanalysen bis hin zu großen Modellen auf Systemebene.

Aktuelle lizenzierte Softwareversion

Abaqus 2026 Golden

Installation

Die Installationsdateien und die Installationsanleitung für die neueste Version der Software sowie Informationen zur Netzwerklizenzierung sind auf unserem FTP-Server verfügbar. Abaqus ist außerdem auf unseren Linux-Clustern BwUniCluster3.0 und Horeka installiert und steht dort zur Durchführung rechenintensiver Simulationen zur Verfügung. Die Abaqus-Software-Lizenzvereinbarung ist ebenfalls auf dem FTP-Server verfügbar.

Hinweis: Installationsdateien für Versionen, die oben nicht aufgeführt sind, können auf Anfrage unter scs-contact∂scc.kit.edu angefordert werden.

Lizenzierung

Netzwerklizenz: Um die Netzwerklizenz zu nutzen, geben Sie bitte während der Installation den Namen und den Port des Dassault Systèmes License Server (DSLS) an, wie in der auf dem FTP-Server verfügbaren Netzwerklizenz-Konfigurationsdatei angegeben. Für die Nutzung der Software ist eine aktive Internetverbindung erforderlich. Wenn Sie außerhalb des KIT-Netzwerks auf die Software zugreifen, stellen Sie bitte zunächst eine VPN-Verbindung her, um den License Server zu erreichen. Anweisungen zur Einrichtung und Nutzung des VPN finden Sie unter: Remote Access (VPN).

Hinweis: Sollten während der Installation trotz bestehender VPN-Verbindung Probleme bei der Verbindung zum DSLS-Lizenzserver auftreten, empfehlen wir, die Option „Skip licensing configuration“ auszuwählen. Dadurch kann die Installation von Abaqus erfolgreich abgeschlossen werden. Navigieren Sie nach Abschluss der Installation in das folgende Verzeichnis:

C:\ProgramData\DassaultSystemes\Licenses

Falls die Datei DSLicSrv.txt nicht vorhanden ist, erstellen Sie diese bitte. Tragen Sie anschließend die Angaben zum DSLS-Lizenzserver (Hostname:Port) exakt so ein, wie sie in der Netzwerk-Lizenzkonfigurationsdatei auf unserem FTP-Server angegeben sind, und speichern Sie die Datei. Anschließend sollten Sie Abaqus erfolgreich starten können.

Abaqus-Simulationen mit hohem Speicher- oder CPU-Bedarf sollten im Batch-Modus auf dem Linux-HPC-Cluster ausgeführt werden. Die Batch-Ausführung ermöglicht es Nutzern, mehrere CPU-Kerne, große Speicherressourcen und lange Rechenzeiten zu nutzen, die vom Slurm-Workload-Manager verwaltet werden. Wir empfehlen die Verwendung der neuesten auf dem Cluster verfügbaren Softwareversion.

Voraussetzungen

Bevor Sie einen Job auf dem Cluster einreichen:

• Erstellen Sie Ihre Abaqus-Eingabedatei (.inp) lokal oder exportieren Sie diese aus Abaqus/CAE. Bitte beachten Sie, dass die Simulations-Eingabedateien mit exakt der Abaqus-Version erstellt werden müssen, die auf dem Cluster verfügbar ist. Die Verwendung einer abweichenden Version kann zu Kompatibilitätsproblemen führen oder die erfolgreiche Ausführung der Simulation verhindern.

• Kopieren Sie die Eingabedatei sowie alle weiteren benötigten Dateien (z. B. Benutzer-Subroutinen, Include-Dateien) in Ihr Home- oder Projektverzeichnis auf dem Cluster.

Abaqus-Modul auf dem HPC-Cluster

Der Cluster verwendet das Environment-Modules-System. Um alle verfügbaren Abaqus-Versionen anzuzeigen:

module avail cae/abaqus

Laden Sie die neueste Version der Software:

module load cae/abaqus/2026

Erstellen und Einreichen eines Slurm-Batch-Skripts

Erstellen Sie für einen Single-Node-Job ein Job-Skript (zum Beispiel abaqus_job.sh) mit folgendem Inhalt. Dieses Beispiel verwendet einen einzelnen Knoten mit thread-basierter Parallelisierung.

#!/bin/bash
#SBATCH --partition=cpu
#SBATCH --nodes=1
#SBATCH --ntasks-per-node=48
#SBATCH --cpus-per-task=1
#SBATCH --time=03:00:00
#SBATCH --mem=10G
#SBATCH --error=00_input-%j.err
#SBATCH --output=00_input-%j.out

module load cae/abaqus/2026

abaqus job=00_input \
       input=00_input.inp \
       cpus=$SLURM_NTASKS \
       mp_mode=threads \
       double=both \
       output_precision=full interactive

Achten Sie stets darauf, geeignete Werte für die Slurm-Parameter zu verwenden. Im obigen Skript gilt:

• cpus gibt die Gesamtzahl der von Abaqus verwendeten CPUs an (in der Regel $SLURM_NTASKS).

• mp_mode=threads führt den Job mittels Shared-Memory-Threading aus, geeignet für einen einzelnen Knoten.

• double=both und output_precision=full aktivieren volle doppelte Genauigkeit sowohl für die Berechnung als auch für die Ergebnisse.

• interactive hält den Job im Vordergrund, sodass Slurm dessen Abschlussstatus verfolgen kann.

Für einen Multi-Node-Job, der sich über mehrere Knoten erstreckt, erfordert Abaqus eine MPI-basierte Parallelisierung (mp_mode=mpi) sowie eine Host-Liste, die aus der Slurm-Knotenzuweisung erzeugt wird.

#!/bin/bash
#SBATCH --partition=cpu
#SBATCH --nodes=2
#SBATCH --ntasks-per-node=48
#SBATCH --cpus-per-task=1
#SBATCH --time=03:00:00
#SBATCH --mem=90G
#SBATCH --error=00_input-%j.err
#SBATCH --output=00_input-%j.out

module load cae/abaqus/2026

# Host-Liste für die Multi-Node-MPI-Ausführung erzeugen
HOSTLIST=$(scontrol show hostname $SLURM_NODELIST | \
           awk -v n=$SLURM_NTASKS_PER_NODE '{print "[\x27" $1 "\x27, " n "]"}' | \
           paste -sd, -)

echo "mp_host_list = [$HOSTLIST]" > abaqus_v6.env

abaqus job=00_input \
       input=00_input.inp \
       cpus=$SLURM_NTASKS \
       mp_mode=mpi \
       double=both \
       output_precision=full interactive

Dabei gilt:

• Die Zeile HOSTLIST liest die von Slurm zugewiesenen Knotennamen aus und schreibt diese in die Datei abaqus_v6.env, welche Abaqus beim Start einliest, um die MPI-Ranks auf die Knoten zu verteilen.

• mp_mode=mpi schaltet Abaqus auf MPI-basierte parallele Ausführung um, die für Multi-Node-Jobs erforderlich ist.

• --mem sollte entsprechend hochskaliert werden, da sich der Speicher nun auf --nodes Knoten aufteilt.

Reichen Sie den Job mit folgendem Befehl bei Slurm ein:

sbatch abaqus_job.sh

Überprüfen Sie den Status Ihres Jobs:

squeue

Best Practices

• Erstellen und validieren Sie Ihr Eingabe-Deck lokal (oder über Abaqus/CAE), bevor Sie es auf dem Cluster einreichen.

• Kopieren Sie stets Ihre .inp-Datei sowie alle weiteren benötigten Dateien vor der Ausführung auf den Cluster.

• Verwenden Sie mp_mode=threads für Single-Node-Jobs und mp_mode=mpi ausschließlich für die Ausführung über mehrere Knoten hinweg.

• Wählen Sie --ntasks-per-node und cpus entsprechend den zugewiesenen Slurm-Ressourcen, und stimmen Sie --nodes auf das MPI-/Token-Kontingent Ihrer Lizenz ab.

• Überprüfen Sie nach Abschluss der Simulation die .log- und .msg-Dateien auf Fortschritt des Solvers, Konvergenzinformationen und Speichernutzung.