nuaalyc 发表于 2010-4-4 15:18:32

关于ANSYS（质量、刚度、阻尼）矩阵Harwell-boeing格式数据的说明

本帖最后由 nuaalyc 于 2010-4-4 15:44 编辑

PS:主要针对ANSYS输出的HARWELL-BOEING 格式
头文件说明：

Stiffness matrix from ANSYS FULL file dumped into Harwell-Boeing format         
         361            25         156         156            24
RSA                     24            24         156             0
(I14)         (I14)         (d25.15)            (d25.15)            
F                        1            24


第一行：标题
第二行：
       参数1，整个文件（除去头文件（header））的数据个数
       参数2，列信息参数（pointers)个数
       参数3，数据行标信息(row indices)参数个数
       参数4，非零数据个数
       参数5，right-hand sides（RHS)参数个数
第3行：
       参数1，矩阵类型：
            字符1：R（实矩阵）C（复数矩阵）P（非数值矩阵）
            字符2：S（对称矩阵）U（非对称矩阵）H（Heritian矩阵）
                         Z（反对称矩阵）R（方阵）
            字符3：A
       参数2，系数矩阵的行数
       参数3，系数矩阵的列数
       参数4，单元矩阵（elemental matrix)的个数（0代表组装矩阵）
第4行：
       参数1，列信息参数数据类型
       参数2，行标信息参数数据类型
       参数3，系数矩阵（coefficient matrix)数据类型
       参数4，RHS数据的数据类型
第5行：Only present if there are right-hand sides present
       参数1，字符1：Right-hand side类型：
                     F for full storage or
                     M for same format as matrix
            字符2：G if a starting vector(s) (Guess) is supplied
            字符3：X if an exact solution vector(s) is supplied
       参数2，RHS个数
       参数3，RHS数据行标信息（row indices）个数

文件数据说明：
      思路：先确定稀疏矩阵各列的非零元素的个数，然后给出各非零元素的行标和数值。

    Harwell-boeing 格式用一个一维数组确定稀疏矩阵，该数组数据可以分为三类：1，表示矩阵每一列包含
的非零数据的个数；
2，表示每列非零数据所在的行标；3，表示非零数据的值。这三类数依次排列。
    第一类数据的个数由头文件中第2行参数2（设为n）给出，即一维数组前n个数据，通常有1开始。
这些数据前后两个数之差即是稀疏矩阵各列非零数据的个数。
例如：
             1
            13
            24
            36
            47
            57
            67
            76
            84
            93
         101
         108
         115
         121
         126
         132
         137
         141
         145
         148
         150
         153
         155
         156
         157
由头文件可以知道，第一类数据有25个数，如上所示。则稀疏矩阵的第1列有13-1=12个非零数，第二列
有24-13=11个非零数，第三列有36-24=12个。依次类推，即可知道稀疏矩阵各个列所含非零数据的个数。
   

第一类数据后紧接着就是第二类数据，其个数由头文件中第2行参数3给出，可以确定每列非零数据所在的
行标。方法很简单，根据已知的每列的非零数据的个数，找出对应的行标即可。如，上例中第二类数据共156
个，稀疏矩阵第1列有12个元素，则第二类数据中前12个数据即是矩阵第一列的各非零数据的行标；接下来
的11个数据是第二列的行标。如此类推，即可以知道稀疏矩阵各列非零元素的位置。


每列非零元素的值从第三类数据中找到对应的数据即可，其位置与第二类数据一一对应，其方法与第二类数据
类似；

另,关于right-hand sides 的作用与原理尚不清楚，欢迎大家讨论！

关于harwell-boeing 格式可参考：http://math.nist.gov/MatrixMarket/formats.html

harwell-boeing 转化成稀疏矩阵的的MATLAB程序：http://people.sc.fsu.edu/~burkardt/m_src/hb_to_mm/hb_to_mm.html

注意： 该程序给出的稀疏矩阵不是对称矩阵

nuaalyc 发表于 2010-4-4 15:31:25

本帖最后由 nuaalyc 于 2010-4-4 15:45 编辑

%%头文件
Stiffness matrix from ANSYS FULL file dumped into Harwell-Boeing format         
         361            25         156         156            24
RSA                     24            24         156             0
(I14)         (I14)         (d25.15)            (d25.15)            
F                        1            24

%%第一类数据         
             1
            13
            24
            36
            47
            57
            67
            76
            84
            93
         101
         108
         115
         121
         126
         132
         137
         141
         145
         148
         150
         153
         155
         156
         157

%%第二类数据
             1
             2
             6
             7
             8
            12       %稀疏矩阵第1列各非零元素的行标
            13
            14
            18
            19
            20
            24

             2
             6
             7
             8
            12      %第2列非零数据的行标
            13
            14
            18
            19
            20
            24
          。。。。。。。。。。。。
.

%%第三类数据

    0.908905677655663D+08
    0.356662087912088D+08
   -0.480769230769231D+05
   -0.523328754578740D+08
   -0.269917582417582D+07
   -0.480769230769231D+05             %稀疏矩阵第1列各非零元素的值
   -0.575572344322359D+08
   -0.356662087912088D+08
   -0.480769230769231D+05
    0.189995421245436D+08
    0.269917582417582D+07
   -0.480769230769231D+05

    0.908905677655663D+08
    0.480769230769231D+05
    0.269917582417582D+07
    0.189995421245436D+08
    0.480769230769231D+05
   -0.356662087912088D+08
   -0.575572344322359D+08
    0.480769230769231D+05
   -0.269917582417582D+07
   -0.523328754578740D+08
    0.480769230769231D+05
   。。。。。。。。。。。。。。

%%right-hand sides 对应的数据
    0.000000000000000D+00
    0.000000000000000D+00
    0.000000000000000D+00
    0.000000000000000D+00
    0.000000000000000D+00
    0.000000000000000D+00
    0.000000000000000D+00
    0.000000000000000D+00
    0.000000000000000D+00
    0.000000000000000D+00
    0.000000000000000D+00
    0.000000000000000D+00
    0.000000000000000D+00
    0.000000000000000D+00
    0.000000000000000D+00
    0.000000000000000D+00
    0.000000000000000D+00
    0.000000000000000D+00
    0.000000000000000D+00
    0.000000000000000D+00
    0.000000000000000D+00
    0.000000000000000D+00
    0.000000000000000D+00
    0.000000000000000D+00

hjdwg 发表于 2010-4-30 14:09:06

路过。干嘛不下载个RBio，效率高得多
http://www.cise.ufl.edu/research/sparse/RBio/

>> K=RBread('stf.txt');whos K
Name       Size            BytesClass   Attributes

K         24x24             3844double    sparse

zhq198466 发表于 2010-12-23 17:49:46

谢谢楼主，另外我觉得right hand sides 是载荷项

zhq198466 发表于 2010-12-23 17:52:54

3# hjdwg

之前下了个读full文件的fortran编的，不过语言版本很早，不认识，编译也不对

zhq198466 发表于 2010-12-23 22:23:16

啊，为什么一个9节点的板结构，生成的HARWELL-BOEING 格式文件的指明列数为14？

xtdtm 发表于 2011-5-5 11:23:58

谢谢楼主啦...

zk120958049 发表于 2011-5-10 15:44:31

3# hjdwg 你好 RBio怎么用的

datoucong 发表于 2011-5-23 23:50:32

4#说的好像对，right hand sides应该是载荷项。

hellolqy 发表于 2011-6-19 20:58:18

请问一下第3类数据中的如 -0.356662087912088D+08 的D+08是什么意思，和E+08一样吗？

weiwenming 发表于 2011-10-7 16:31:50

D和E都可以用来表示FORTRAN中的实型数据。区别在于E和D分别表示单、双精度的实型常量。

windtj 发表于 2011-11-28 21:09:49

hjdwg 发表于 2010-4-30 14:09 static/image/common/back.gif
路过。干嘛不下载个RBio，效率高得多
http://www.cise.ufl.edu/research/sparse/RBio/



RBio怎么用，谢谢。

hjdwg 发表于 2011-12-11 14:20:14

windtj 发表于 2011-11-28 21:09 static/image/common/back.gif
RBio怎么用，谢谢。

编译，然后就用呗

benbenhainiao 发表于 2011-12-20 11:02:00

楼主 我问问 我现在需要的是完整的整体刚度矩阵 是不是只要把以上程序分析好的那个矩阵做下对称啊？？

benbenhainiao 发表于 2011-12-20 11:03:39

对了 RHS项就是运动微分方程右边的载荷项，http://www.chinavib.com/thread-101485-1-1.html，上头说的挺清楚地 有空看看吧

张扬天下下 发表于 2011-12-27 21:28:31

zhq198466 发表于 2010-12-23 17:52 static/image/common/back.gif
3# hjdwg

之前下了个读full文件的fortran编的，不过语言版本很早，不认识，编译也不对 ...

请问 怎么读取full文件？最近我刚学习ANSYS提取刚度质量矩阵，那个文件里好像是整体矩阵，但是不会读取，谢谢帮忙！

jervis830521 发表于 2012-2-8 21:19:51

谢谢楼主 受益很大啊

benbenhainiao 发表于 2012-5-3 11:47:14

试问楼主 我的hb文件的第二类数据中出现许多0这可能是啥情况知道卜？

yun34666 发表于 2012-5-4 16:40:34

不错哦。。。。。。。。。。

yxs199503 发表于 2020-6-3 09:48:06

大佬我问下，我用这个HB to MM程序转换HBMAT导出的质量矩阵，为什么里面有负数？，而且最后取主对角元素发现有的xyz三个方向的质量居然不相等，您方便交流一下么，十分感谢
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