使用WelSim生成FrontISTR网格与输入文件

FrontISTR是一款知名的免费且开源的有限元分析计算软件。从2005年日本文部省资助此项目开始，至今已经有17年的开发维护历史。

FrontISTR有着丰富的结构与热分析求解功能，如常见的结构接触问题，壳梁等结构单元，非线性材料本构如超弹，塑性，粘弹等都已经很好的支持。对于热分析也支持非线性的求解。相比较其他以结构计算为主的开源有限元软件，FrontISTR最大的优点对大型计算机集群计算支持。开发者在提供了源代码的同时，也提供了编译好的Linux和Windows版本，方便用户使用。软件遵循MIT开源协议，对于商业二次开发也是非常的友好。

笔者多年前在朋友的推荐下就开始关注FrontISTR，发现其功能强劲且计算结果可靠。对于工程计算人员友好，不需要软件开发工作。虽然近几年的开发相对缓慢，但是程序的维护工作一直没有停止，是值得使用和学习的一套结构有限元程序。

尽管FrontISTR有着很好的实用性，但对于复杂几何模型，和其他许多开源求解器一样，需要前处理器来生成网格和输入文件。由于FrontISTR特有的网格与命令格式，复杂模型的输入文件则需要用专门的软件来实现。FrontISTR官方提供了自带的免费前处理工具REVOCAP PrePost，知名的开源CAD软件FreeCAD也提供了对FrontISTR的插件支持。此外，WELSIM对FrontISTR也有很好的支持，利用WELSIM高效的前处理GUI，使用者可以很快地生成计算所需要的复杂输入文件，并直接用于FrontISTR的计算。

在WELSIM的实际使用中，只需要在网格划分完毕，施加材料，边界条件后。从工具栏选择导出FrontISTR输入文件命令，即可得到需要的网格与输入文件。

此时，在指定的文件夹内，会生成三个输入文件。这和FrontISTR的常规输入格式一致，可以直接用于FrontISTR程序的求解计算。同时，使用者也可以在这套文件基础上做修改，进行其他的分析计算。

其中hecmw_ctrl.dat文件给出的控制文件和输入输出文件定义。

用户也可以只使用生成的网格文件，配合自定义控制文件，进行自定义程度更高的仿真计算。网格文件中不仅有节点和单元信息，同时定义了单元组，方便用户赋予几何体不同的材料属性。支持节点组和表面组功能，方便用户施加边界条件和接触对。

由于WELSIM的易用性，生成用于FrontISTR计算的复杂模型变得简单快捷。

WELSIM不隶属于FrontISTR, REVOCAP, FreeCAD。和FrontISTR, REVOCAP, FreeCAD 的开发者没有直接关系。这里引用FrontISTR, REVOCAP, FreeCAD 仅用作技术博客文章与软件使用的参考。