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2.1.1 視窗第 I 區
2.1.1 視窗第 I 區
2.1.1 視窗第 I 區
視窗第I區的內容(參見下圖)從上到下依序為 : 主功能標籤 (含 [File]、[Edit]、[Tools]、[Help] 四個標籤) 。專案(Project)窗格 (主要分為Data Files、 Plots、Save States、Sketch Sets等檔案類型區塊,雙擊各區塊內的檔案可激活該檔案),及工作區顯示切換鈕 (包括 [Project]、[Workspace]、[Commands] 三個按鈕)
茲將第1區的內容由上至下說明如下:
1. 四個主功能標籤 :
(1).
[File] :
主要是控制project檔案的開啟儲存,另外還附帶格網及圖形的儲存及列印輸出。其下拉選單如下左圖所示。點擊 [New Project] 會顯示用戶的目錄供指定一個新的project檔名(下右圖)。
A.
若點擊 [File] / [New] ,則延伸出一個選單,該選單有三個選項(下左圖),其中 [Data File] 讓我們建立一個新的Data檔於 project資料夾(下右圖)。
當設定好一個新的Data檔名後(譬如 111.dat),在Editor窗格將產生該檔名的空白編輯器(Data Editor)容許鍵入該data檔案內容(見下圖)。請參見第一章的1-5節「新手上路」,有關如何建立一個新的project資料夾及新的分析數據檔。
B.
點擊 [New] --> [Plot] ,則彈出一個供輸入繪圖檔案名稱的輸入框 (假設名稱是 Plot04),按 [ok] 後,則一個空白的圖框即出現,供設定繪圖內容來顯示於其視圖區。
C.
點擊 [New] --> [Sketch set] ,則出現一個要求輸入新的草圖集(Sketch sets)名稱的對話框,注意: 草圖集的名稱須以英文字母開頭,不可以是數字。假設我們輸入名稱是Sketch1,按 [ok] 後,出現一個具尺規與方格的草圖繪圖板 (下圖),其右上方為有關草圖繪製的工具,這個草圖可以生成格網,最後再將該格網送出並直接轉換為模型窗格(Model Pane)。我們可以在任何時候雙擊Project窗格最底下的Sketch Sets的草圖檔案來叫出這個草圖,但如果修改它,則意味著已經建立的模型將失效。我們會在後面章節詳細的說明如何在草圖繪圖板上建立格網。這是FLAC2D的強大建模系統,它比之前的FLAC2D版本更簡單許多,因為捨棄了I、J系統,且容許非結構性(Unstructured)的網格建立。所謂結構性的網格就如FLAC 8.1版一樣,網格排列整齊且每個網格皆為四邊形,因此當模型的形狀複雜時,必須在其中加入許多輔助線,而非結構性網格並沒有這些規定。非結構性網格可以容許三角形的網格存在。
D.
點擊 [File] --> [Open/Import] 可以開啟既存的FLAC2D project 檔。
E.
點擊 [File] --> [Grid] 可以延伸一個選單(下圖),該選單內容為從FLAC2D檔案中匯入模型幾何檔 (Import from FLAC2D),供進一步的分析使用,在第一章中,我們已說明如何將FLAC2D的模型幾何利用這個選項來匯入FLAC2D使用。而底下的Export to FLAC2D則是將這裡的模型幾何檔匯出到其它目錄中做其它分析的使用。
F.
[ Close project] 與 [ Quit ] : Close Project是關閉目前的Project,容許隨即開啟另一個 Project,而 Quit 是關閉 FLAC2D。二者差異很大,不要按錯了。
如果我們在Project 窗格中雙擊Plots 項下的檔案(例如 plot04),則工作區將轉換成Plot04的繪圖窗格,這時我們再來點擊 [File],會發現其下拉選單出現一個 Plot04的選項,該選項尚可延伸出一個選單(下左圖),其中有一個選項是 [Print],藉由這個 [Print] 選項,我們可以直接使用印表機來列印Plot04所顯示的圖形(下右圖)
(2).
[Edit] :
這個主功能標籤的下拉選單(見下圖)主要是針對文字編輯器而設的,若把工作區(即第II區)切換到 Plot 或 Model再按 [Edit] 則下拉選單中將僅剩 [Copy Information] 是活躍的(Active),但就文字編輯器而言 [Edit] 對程式碼的編輯操作是一個相當方便的設施。讀者可以自行試試各項編輯功能。
這其中,作者認為 [Find]、 [Replace] 及 [Block Comment] 是相當有幫助的。對初學者而言,有可能需要複製一個完整的範例程式碼再分段的執行看看該段程式碼會產生什麼結果,這時只要將其他部分的程式碼選取,再用 [Block Command]全部加上註釋符號 ( ; ),則該整段程式碼將變成註釋,FLAC2D不會去執行其內容,只會執行我們想要知道的片段。[Edit] 的選項,在編輯器中亦以圖示工具顯示在其上方,方便直接操作(下圖)
(3).
[Tools] :
其內容相當豐富且重要。Tools包括 Options等7個功能選項(見下圖)。其中僅是Options項下即又有14種不同的設定,這些設定大部份都是FLAC2D的相關環境與運作的設定,在這個階段要詳細的介紹這些內容並不洽當,因為會牽涉到許多需要做大篇幅說明之詞彙、機制及功能,況且原廠已針對這些內容做了最佳設定,我們並不需要去做太多的變更,只需要知道有這些項目的存在即可,因此底下僅針對我們可能會想變更的部分做說明,其餘的將留給讀者自行測試。
A.
[Tools] / [Options]
[Tools] / [Options] / [General] :
如下圖,上半部內容是在控制程式(Program)進行的相關設定,這部分可以維持原廠設定。下半部是有關分析模型的標題及歷史(History)採樣點頻率等,這些在每一個分析模型皆可分別設定,這裡較為重要的是,歷史採樣點的預設值是每10個時階採樣一次。「歷史」是FLAC的一項重要的設施,我們選取了一個變數,然後每10個steps紀錄(採樣)變數的值,這些值隨著步進數的演化就稱為歷史,歷史可以Plot來繪出其曲線藉以觀察該變數在運算過程中的變化狀況。我們可以改變歷史採樣的頻率,譬如每2個steps採樣一次,但這通常是以程式碼來改變,而不在這裡做設定。
[Tools] / [Options] / [Movie] :
這是FLAC2D製作Movie的功能選項(見下圖),經由這個選項的簡單設定,可以輕鬆地擷取系列的圖片來製作GIF檔。我們會於後面繪圖的章節一併說明。
[Tools] / [Options] / [Console] :
Console (控制台)窗格位於視窗中間的底部即第IV區,控制台分為上半部的資訊顯示區及其下方的「 FLAC2d ] 」之指令逐行輸入框 (如下圖),我們可以在該輸入框逐行的輸入程式碼來進行分析,上方的資訊顯示區則會列出我們輸入的程式碼以及程式的回響 (Echo)資訊。
控制台選項的設定主要是文字及背景的顏色(見下圖),控制台的資訊文字分為一般正常的文字(預設為黑色)、資訊(information)文字(在這裡顯示我們已將之改為深藍色)、警告文字及錯誤訊息文字的顏色及型式。
上述為 [Tools] 中有關 [ Options] 較為重要的選項內容。
B.
[Tools] / [ Generate Movie Frames] :
Tools的第二個功能選項為生成系列圖片檔供製作電影(GIF),但其實我們可以用 [ Options ] 裡面的 [ Movie ] 來取代這個選項的操作,會更容易且更有彈性。
C.
[Tools] / [Bundles] :
此功能項目為一種打包(Pack)及解包(Unpack)設施,如下圖所示,主要是針對 PFC軟體所設計的。PFC 包含大量難以理解或記住的文件之相依關係。使用“手動”方式來轉移項目可能會因遺漏或其他不完整情況而發生錯誤。“Bundle”提供了一種不易出錯的方式,將所有項目及其相依項目打包在一起,從而增加了成功轉移的機會。
D.
[Tools] / [Disable Tooltips] :
當我們將滑鼠移至工具列中的圖示 (icon),一秒後即會出現該工具圖示的名稱或功用,此即工具提示(tooltips),此項工具容許我們取消該提示的出現(這個功能似乎有點多此一舉)。
E.
[Tools] / [ Check Modifications ... ] :
點擊查閱最新版本(或點擊連結下載)以及過去程式修訂的內容記錄(如下圖的節錄)。
F.
[Tools] / [Plugins] :
可以載入額外的組成律(Constitutive Model)。
G.
[Tools] / [Dynamic Input Wizard] :
動態分析輸入精靈,當用戶擁有動態分析附掛程式 (Dynamic option)時,可以使用本精靈來輸入加速度或速度的歷時(地震實測值)資料,這個精靈會導引用戶,經由4個簡單步驟即可輕易地執行即時(Real-time)動態分析。
(4).
[Help] :
Help標籤裡面的選項是針對使用這個軟體的協助事項,其中前三項是針對用戶在使用FLAC2D的學習及使用方面的協助。
A.
[ Help and Documentation ] :
點擊後會在視窗右側出現使用手冊,這個選項所出現的使用手冊是從FLAC2D的說明開始的(如下圖)
B.
[ Contextual Help ] :
會依據滑鼠游標於文字編輯器中的位置呈現該指令的使用說明,使用時將游標移至指令的後面再按 F1 鍵,則如下圖,出現的說明會依指令的關鍵字不同而呈現對應的內容。
C.
[ Example ] :
在這個選項裡面可以連結並運算存於C槽裡面軟體所附帶的範例檔(下圖),但是它的存取受到限制,因此我們應先將該些檔案複製到 D槽再來使用。請特別注意,檔案的路徑不能使用中文字,最常發生問題的是「桌面」這二個中文字。
D.
[ License ] :
這個選項包括可以確認您所擁有的License / Key的內容。Itasca軟體之License授權方式有三種 : Local Key (一般硬體鎖) 、 Network Key ( 內部網絡硬體鎖) 以及 Web License (網路授權)。自2024年起 Itasca公司逐漸取消硬體鎖的供應。倘若您無法順利啟動程式,則可嘗試點擊 [Help] --> [License] --> [Specify License location] (如下圖所示)
這時,程式會出現如下圖之資訊 :
通常無法順利啟動是因為程式抓不到 License。如果您使用的是硬體鎖,則應勾選 [ Local Key] 再按 [ Test ] ; 如果您使用的是 Web License 則勾選 [Web License] 再按 [Test ]。程式應該會在中間原本空白的欄位顯示出您的License名稱及序號,點擊該序號則會在右側出現該License的授權內容 --> 按 [Save and Exit] 即可。
2. 專案窗格 (Project Tile)
專案窗格 (以下我們會經常直接使用「Project」來取代「專案」這兩個字) ,主要有四個部分 : Data files、 Save files、 Plot files 及 Sketch Sets。雙擊其項下的檔案將能激活它使其顯現於工作區(Workspace即第II區的視窗)。
3. 工作區顯示切換鈕
工作區顯示切換鈕有三個 : [Project]、[Workspace]、[Command]。程式皆預設為開啟 (按鈕環有框線) 如下左圖所示因此我們看到的視窗有Project 窗格、工作區(即文字編輯器或視圖)窗格、指令回響與運算狀態顯示的控制台窗格。我們也可以隱藏窗格的顯示,譬如下右圖即是點擊 [Project] 讓Project窗格隱藏。
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2.1.2 視窗第 II 區
2.1.2 視窗第 II 區
2.1.2 視窗第 II 區
視窗第II區的內容(下圖)可謂FLAC2D的核心,這一區稱為工作區,它的內容是可以切換的,例如工作區可以切換為草圖(Sketch)窗格、文字編輯器窗格、及視圖窗格,亦即這三個窗格共用一個工作區的視窗空間。只要在Project窗格雙擊檔案名稱,則工作區將呈現該檔案的內容。
依照上圖所顯示的項目,我們依序說明如下: 1. 執行按鈕 :
一個看似不起眼的箭頭符號卻是重中之重。執行(Execute)按鈕只出現於文字編輯器窗格,因為只有文字編輯器的內容才需要執行編譯及運跑,其它諸如Plot、Model、Sketch等窗格呈現在工作區時都不會需要執行編譯/運跑工作。另外,我們也可以快捷鍵 Ctrl + e 來替代點擊執行按鈕。
2. 工作區的標題 :
標題為工作區內容之檔案名稱。如果工作區呈現的是圖形,則標題顯示該圖形的檔名; 如果工作區的內容是程式碼,則標題顯示該程式碼的data檔名。當我們對data檔的內容作了變動,則該標題的右上方會出現一個 * 號,表示data檔的內容已變動但仍未儲存,我們可藉由 Ctrl+S 或 [File] --> 來儲存檔案並消除該 * 號。
3. 工作區下拉選單按鈕
點擊該藍色倒三角形符號會出現一個下拉選單(見下圖) ,該下拉選單會隨著工作區的內容改變,其中左圖是工作區顯示為 data檔時的下拉選單,而右圖則是工作區顯示為圖形時的下拉選單。
(3-1). : 選取 Model 可於工作區切換到 Model 窗格,在未建立任何 Model前,這個Model的窗格將空無一物。當我們有了Model的內容之後(如下圖),則Model窗格即會顯示Model的模型。
(3-2). : 點擊 即延伸出 、 、 的選項。這裡的 選項其實是與 [File] 標籤裡的 是完全相同的,請參考前面的說明。
(3-3). <Open/Import...> : 選取後會彈出電腦的目錄供選取資料夾中的檔案,這與 [File] 中的 <Open/Import...>功能相同。
4. 工作區分割控制鈕 :
點擊工作區分割控制鈕會出現一個下拉選單,容許我們將工作區做上下左右來分割窗格(下圖)。讓工作區的左邊多出一個窗格,如此類推。我們可以在各個窗格置入不同的內容。請注意: 這些分割的窗格中只有一個是當前的活躍(Active)窗格。
下圖中,我們將工作區利用及 、分割為三個窗格,各放入 data檔內容、位移圖、安全係數圖。這當中,目前活躍的窗格為右下方的圖,因為其窗格的左上方安全係數 顯示為藍色斜體字且多了底線,在這情況下我們所有的動作將只會對這個窗格的內容產生影響。若要切換活躍窗格只需點擊該窗格即可。
分割窗格是一個相當有用的設施,它容許我們在文字編輯器窗格邊輯程式碼,邊輯後按下執行鈕即可同時在另一個窗格看到模型圖形隨著運算的進行產生變化,倘若圖形的變化並非我們所預期的,我們可以隨時按 [interrupt] 來中止運算,並著手程式碼的再編輯,尤其是進行參數的測試時,使用分割工作區的方式可以讓測試的效率大幅提升。
5. 動態工具列:
動態工具列位於工作區上方,這些工具依活躍(Active)窗格的內容而改變,譬如模型窗格的工具列即與草圖窗格者有相當大的差異,底下將各窗格的工具列秀出,我們將於說明各該窗格時再詳細敘述。
6. 行內指令提示符 :
行內指令提示符(Inline Help)只有在文字編輯器窗格才會出現,因為這個設施是為了幫助用戶撰寫程式碼,因此它的位置是隨著游標的位置上下移動,譬如下圖中,當我們寫到第10行的zone後點擊該提示符,則會彈出zone的用法提示,接著再繼續撰寫到initial-stresses後點擊該提示符,則顯示zone initial-stresses的用法。
再舉一個例子進一步說明行內指令提示符的方便性。在下圖的第16行程式碼,我們把游標置於ratio後面按行內指令提示符,彈出有關ratio指令的相關提示,我們以右鍵點擊提示內的ratio-average則出現一個進一步查詢操作的選單。這個選單中較有用的是 及 < Find Examples of Selected [F4] >。進一步的點擊 < selection Reference [F1] > 則出現 ratio-average的指令(關鍵字)說明。
另若我們選擇 < Find Examples of Selected [F4] > ,則進一步列出含有ratio-average的用法範例 (見下圖),選擇其中一個範例,則右側出現該範例並凸顯含ratio-average的程式碼。
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2.1.3 視窗第 III 區
2.1.3 視窗第 III 區
2.1.3 視窗第III區
第III區的內容依據工作區的內容改變,當工作區為文字編輯器時,第III區呈現指令的使用說明 - 這是預設情況(下左圖) ; 當工作區為圖形時,則呈現圖形的控制面板(下右圖)。
當第III區顯現使用說明時,我們可以將游標移置想要查詢的指令處按 F1鍵來查詢。我們也可以以右鍵點擊使用說明,在彈出的選單選取 < Open in Default Browser> (見下圖) 讓使用說明於瀏覽器中開啟,以獲得更大的查詢視窗。
另當工作區為文字編輯器時,除了使用說明之外,也可切換為Fish全域變數列表,其切換按鈕位於第III區的工具列中,如下圖所示。當工作區為圖形時,第III區呈現相應的繪圖控制面板(參見下圖右側),該面板主要包含三大項 : (1). Plot Item List (繪圖項目列表) (2). Attributes ( 繪圖項目的屬性) (3). Information (游標於圖形中的位置之相關資訊)。有關繪圖的屬性設定我們將在第十一章做一個完整的說明。
圖形的操控可點擊 [ Plot Views and Controls] 工具再以滑鼠點擊或拖曳來調整其大小及位置(參見下圖) 。但其實只要旋轉滑鼠的滾輪即可放大縮小圖形 ; 按住左鍵即可拖曳圖形。
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2.1.4 視窗第 IV 區
2.1.4 視窗第 IV 區
2.1.4 視窗第IV區
第 IV區包含4個可以切換的重要窗格(參見下圖) : Console (控制台)、Python 腳本編碼窗格、Fish全域變數顯示窗格、狀態記錄窗格(State Record)。 茲分述如下 :
1. Console (控制台)
顧名思義,控制台是掌控程式執行的控制中心,在程式編譯、運跑及反饋的過程都可以在控制台的窗格中看到,甚至我們的輸出(List或io.out)都是顯示在控制台窗格中。通常對於初學者而言,Console的意義不大,但是當您越進入狀況時,您會發現可以從控制台中獲得很多的資訊,尤其是可以獲知程式是如何處理您的指令。
控制台的窗格很小,但是我們可以點擊第I區底部的 [ Workspace] 來讓窗格變大以方便查看或截圖。
另外,以右鍵點擊控制台的窗格,在彈出的選項中選取 [ Clear All ] 可以清除之前控制台的紀錄,方便針對一個新的運跑來查看紀錄。
控制台的工具列
控制台的工具及功能說明如下圖所示 :
2. Python
Python是Fish的另一種替代方案,Python有其強大的計算能力及資料圖形處理方法譬如NumPy, SciPy, 及 PySide等。點擊 [Python]按鈕來切換到Python的編輯器,如下圖。
3. FISH Global Symbols
FISH全域變數(符號)窗格可列出使用於Fish的全域變數符號及值,這些變數名稱都是我們自取的,全域變數可通用於Fish的內部及外部,這些變數隨著運算持續的改變,下圖中列出的變數值為程式執行完畢後 該些變數最後的值。相對於全域變數者為局部變數,局部變數只有在Fish裡面,程式才會認識它,一旦出現於Fish外部,程式即會給出錯誤訊息。
4. State Record
狀態紀錄是紀錄從開始進行模擬到目前「可以程式碼表現的動作」。例如下右圖我們先開啟一個草圖集取名為“Slope”, 然後開始使用圖形介面來畫圖,畫圖的每一個動作都被轉換為程式碼記錄在 State Record窗格中。
我們可以將這些紀錄在 State Record的程式碼儲存為 Data檔,如此這個草圖集的幾何圖形即成為可攜帶式。要將State Record裡面的程式碼轉為data檔,只需要點擊工具列上最後一個圖示(參見下圖),即可將其儲存於Project 資料夾中。
下圖為儲存為“Slope”的dat檔,我們利用 [File] --> <Open/Import>將它叫出來後於文字編輯器的樣貌
我們可以將這個data檔複製到一個新的Project資料夾中(或e-mail給其他人),把這個data檔叫出來後再執行,則新的Project窗格將會出現一個草圖集名稱為“Slope”,其畫出的圖也會是一樣的(參見下圖)。
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