技巧 | Abaqus中Fortran子程序的调试方法
近两年，收到许多同学关于Abaqus软件使用过程中Fortran子程序调试的问题，在形形色 色的错误面前许多初学者无从下手，不知如何去查找问题所在。本文将对Abaqus中子程序的调试方法以及如何对错误进行预警做一个简单的介绍。
通过总结各类错误问题，大致可以把子程序编写过程中的常见错误归为三类：模型错误、语法错误和逻辑错误。
1、模型错误：
有限元模型中自身材料、截面属性、网格类型、网格划分方式、接触设置、边界/载荷设置、输出设置、软件子程序配置等引起的错误，非子程序本身的错误。此类错误一般会在任务监控界面下的Error或Warning栏中有具体提示。
模型错误属于有限元模型常规建模错误，可以先使用非子程序模型予以测试，排除建模错误之后，再改为子程序计算模型。该类错误属于最容易解决的一类。
2、语法错误：
在使用FORTRAN编写子程序时，使用了非法的语句或者非法的格式，而引起的错误。该类错误会直接在任务监控界面提示Error:Problem during compilation编译出错。如下图所示。
具体的语法错误内容将会显示在与任务名同名的XXX.log文件中，该文件位于Abaqus当前的工作目录，语法错误点及所在行数都有明确的提示。例如，将以下代码中第29行注释掉，第28行的语句被打断，变得不完整，将会有哪些提示信息呢？提示信息又将在哪里显示呢？
使用文本编辑软件（notepad 或UE等）将log文件打开，可以考单提示信息如下，具体的错误类型和错误位置都有明确的提示：
语法错误是许多子程序初学者经常会犯的错误，按照上述方式就可以快速定位错误位置了，至于基本的Fortran语言语法，可以参照响应的语法书。
在排除模型错误之后，应优先解决语法错误，此类错误，直观明了，容易查找，也容易修改。
3、逻辑错误
模型自身没有人为建模错误，子程序语法也没有问题，模型可以调用子程序顺利计算，但计算结果明显异常或者刚一开始计算就跳出，没有明确的错误原因，log文件中也查找不到明确的错误提示。这一类错误，暂归结为逻辑错误。一般是由于公式推导有误、书写笔误、数据格式混乱、分母为0等情况导致。
逻辑错误是子程序编写过程中最常见的一类错误，且十分隐秘，不易察觉，调试起来费时费力。
常见逻辑错误类型有以下几种：
① 个别变量未声明或者声明类型与实际数据类型不一致
② 主程序实参维度与子程序形参维度不一致
③ 分母为0
④ If 判断语句位置不复合正常逻辑
⑤ 无限循环
⑥ 引用位置超出数组自身范围
⑦ 理论公式代码化的过程中编写有误
针对逻辑错误，建议如下：
① 应对措施：从前到后，从主程序到子程序，逐个代码块进行检查
② 检查方式：监控打印疑似有问题的变量
例如，将某些变量打印出来：
print * ,NOEL,dft,dmt,dfc,dmc
!输出多个单变量
print *,stress(1:6)
!输出数组strss
print*,‘F1=’,F1,‘F2=’,F2
!输出变量及提示信息
do ii=1,6
print*,int(C0 (ii,1:6))
end do
!输出6*6矩阵C0
通过print打印出来的数据将显示在Abaqus当前工作目录下与任务名同名的log文件中(或命令提示窗口)，根据打印出来的数据信息，逐个检查有问题的数据，进而判断错误在哪里？一般应从前到后，从主程序到子程序，一个代码块一个代码块顺序检查，直至检查到程序最后，所有数据均正常。
打印效果如下：
除了print之外，也通过write命令将数据打印输出到指定文件中，如error.dat，根据打印出来的数据信息，逐个检查有问题的数据，进而判断错误在哪里？
open(unit=10, file=‘error.dat')
! 打开error.dat文件,unit指定文件代码，file指定文件名称。
write(10, *) "hello" ,SDV1 ,X,Y,Z
!在文件中写入hello及多个变量
预警提示
有些情况下，错误是可以预计的，即在某种条件下，数据自然会出现异常，因此，可以提前在可能出现错误的地方给予相应的错误提示信息。例如，下面的公式：
正常情况下，d为正数，因此，当x<=y时，应在程序中给出错误提示信息。在程序执行过程中，如果出现了该类型提示，就可以直接判断出问题出现的位置。
if ( x .le. y) then
print*,"d不是正数，请检查数据"
end if
以上仅为个人经验之谈，欢迎纠错和补充完善。
作者：君莫 仿真秀科普作者
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