自动动态增量非线性分析-1981年的开源非线性有限元软件是什么样子

有限单元法是一种古老的数值求解技术，最早可追溯至二十世纪五十年代，至今已有约70年的时间。一般认为，加州伯克利学院（UCB）是有限元法的发源地之一。世界上第一篇关于有限元法的论文是UCB的Turner，clough和Topp，发表于1956年。

而最早的有限元程序，则是UCB的Ed WILSON在1958年编写的，采用的语言是一种古老的语言Fortran。

在后来的几十年中，各种不同的有限元软件层出不穷，商业软件和开源软件不断涌现。

这些软件带来了功能上的不断扩展和可视化方面的不断便利。今天的有限元软件用户享受了有限元软件发展的各种便利，良好的操作界面，精美的后处理云图让人不禁心旷神怡。而实际上，在早期，很多商业有限元软件实际上是没有用户界面的，用户需要手动填写有限元软件需要的“输入卡片”，从而准备有限元程序的输入数据。

在二十世纪八十年代，知名的商业有限元软件adina软件传入我国，在当时积累了广泛用户。在那个时代，今天风靡的ansys和abaqus在我国还鲜有人用甚至没有人使用。值得一提的是，尽管adina是商业软件，但是其是开源的。我国当时的学者还对该程序进行了一定的研究，并且翻译了adina开发者k j bathe的有限元教材《有限元分析中的数值方法》和adina的手册。

在互联网上，今天我们还可以找到adina81和adina84版本的Fortran源代码。现在来看，这些代码风格和语法都十分古老，大量commom和goto的使用也使得阅读几乎不可进行。

然而，在今天的编译器上，经过一定的debug，我们仍然能够在今天的机器上运行这个古老的程序。

本文以1986年的文档《ADIINA_ADINAT使用手册-自动动态增量非线性分析有限元程序》和ADINA81，ADINA84两个版本的源代码为基础，回顾一下当时先进的非线性有限元程序。文档和源代码均从网络获得。

手册描述了adina支持的单元类型，材料本构及分析类型。可以看出，即使在1981年，adina的单元类型和材料支持也已经比较丰富，超弹性，弹塑性，粘塑性都已经支持，分析类型包括振型叠加，隐式或者显式直接积分，非线性求解采用修正的牛顿迭代或者BFGS，技术似乎并没有落后太多。

ADINA81的文件夹下一共有11个程序，文件命名居然是A10,A20这种，完全看不出含义。ADINA84文件多一些，并且还包含了一个输入文件，经过查看可知其包含了手册中16个例子的输入文件。

在VS2019+oneAPI环境下进行编译，解决一些bug后，我们终于成功编译了两个版本的adina。

运行ADINA.D1中的第一个例子，这是一个塔索结构的模态分析：

输入文件内容：

很快，我们得到了该分析的后缀名为.OUT的结果文件：

以上，就是对adina81和adina84版本代码编译运行的过程，尽管这两个程序产生于四十年前，完全没有任何前处理界面，只能通过手动填写输入文件，但是其依然能够高效完成弹塑性，超弹性，几何非线性等基本的结构有限元分析。

【完】