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使用WELSIM生成Elmer FEM求解器输入文件

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Elmer FEM是一款优秀的通用开源多物理场有限元软件,由CSC与芬兰大学、研究实验室和工业界合作开发。Elmer求解器基于GPL开源协议,能够计算包括体动力学、结构力学、电磁学、热传递和声学等物理模型。可以在Windows和Linux操作系统上运行,Elmer FEM已经广泛用于学术与工业界。目前最新的版本是9.0,官方开源了全部代码,同时提供了大量实例与文档。同时提供了安装包,可以直接安装使用。

Elmer FEM求解器文件有着相对独立的格式,但格式简洁明了,易于学习。文件通常是单个文件,后缀名为*.sif。网格数据是由另外4个网格文件组成。

为了更好的支持开源求解器与仿真社区,WELSIM近期支持了Elmer FEM的前处理,用户可以快速的生成Elmer FEM计算所需的输入文件。用户在定义完模型后,在菜单栏的工具(Tools)选项中,选择输出Elmer FEM文件,即可在指定目录得到求解器文件。

导出成功后,会生成名为elmer_welsim.sif的求解器输入文件,和由四个文件组成的网格文件,分别名为mesh.header, mesh.nodes, mesh.elements, mesh.boundary。

同时,WELSIM可以直接调用Elmer FEM进行计算。当下载Elmer FEM求解器文件后,可以通过首选项 – 求解器 - Elmer FEM可执行文件,来配置求解器目录的路径。通过这种方式,可以直接调用Elmer FEM,求解模型,得到结果文件。

由于Elmer FEM不是默认的求解器,当进行联合求解时,需要将分析设置节点(Study Settings)的求解器属性设定为Elmer FEM。Elmer FEM的求解器类型较多,因此提供了额外的Elmer Equation属性,用于指定具体计算公式。目前Elmer Equation选项已经支持常用的公式,如Coil Solver, Fluidic Force, Free Surface Reduced, Heat Equation, MagnetoDynamics, Mesh Update, Navier-Stokes, Poisson BEM, Save Line, Save Scalars, Static Electrical Solver, Static Current Solver, Stress Analysis, Stream Solver等。

Elmer FEM在一个分析中支持多个不同类型的求解器,为支持这个特点,引入了新的Additional Solver节点,用于支持用户添加无限多个求解器设置。Additional Solver节点属性和Study Settings中的求解器设置类似。

MatEditor输出Elmer FEM材料命令

除WELSIM外,独立的材料编辑软件MatEditor也支持Elmer FEM材料数据的导出。生成的材料数据可以直接用于Elmer求解器输入文件。

总结

本文介绍了使用WELSIM生成Elmer FEM计算文件,和联合求解的设置。得益于优异的GUI,用户可以快速生成高质量的Elmer FEM文件。

目前WELSIM只支持Tet4, Tet10, Tri3, Tri6单元。尚不支持含有共享边界的多区域网格。

Elmer FEM使用GPL开源协议,WELSIM的安装包中不含Elmer FEM求解器。用户需要自行下载安装求解器。通过简单配置,即可使用WELSIM与Elmer FEM联合求解工程问题。

Elmer FEM输入文件的功能已经在2024R2中开发版中,会在正式版和以后的版本中不断维护与增强。其他开源求解器的支持,可以参考《使用WELSIM生成CalculiX求解器文件》、《使用WELSIM生成SU2求解器文件》,《使用WELSIM调用OpenRadioss进行显示动力学分析》,《使用WelSim生成FrontISTR网格与输入文件》,《使用WELSIM生成MFEM初始网格文件》,《使用WELSIM生成电磁计算软件Palace的求解器文件》。

WelSim与作者不隶属于Elmer FEM。和Elmer FEM开发团队与机构没有直接关系。这里引用Elmer FEM仅用作技术博客文章与软件使用的参考。


来源:WELSIM
RADIOSSMAGNET通用WELSIM声学Electric材料
著作权归作者所有,欢迎分享,未经许可,不得转载
首次发布时间:2024-05-12
最近编辑:5月前
WELSIM
一枚搞仿真的老员工
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使用WELSIM生成CalculiX求解器文件

本文摘要(由AI生成):这段文字主要介绍了 CalculiX 这款开源有限元软件,它具有丰富的单元类型、多种求解类型、优秀的求解性能、支持并行处理等优点。文章还介绍了如何使用 WELSIM 生成 CalculiX 计算文件,并联合求解,以及目前 WELSIM 已支持的命令。此外,文章还提到了 MatEditor 这款独立的材料编辑软件也支持 CalculiX 材料数据的导出,并且 Abaqus 与 CalculiX 材料命令一致。最后,文章还总结了 WELSIM 生成 CalculiX 计算文件的优点,并提到了其他开源求解器的支持。CalculiX是一款优秀的通用开源有限元软件,基于GPL开源协议,可以在Windows和Linux操作系统上运行。求解器支持丰富的单元类型,多种求解类型,优秀的求解性能,支持并行处理等,可计算静态、瞬态、流体和热等模型。CalculiX已经广泛用于学术与工业界。目前最新的版本是2.21,项目方开源了全部代码,同时提供了编译后的可执行程序和大量实例。CalculiX求解器输入文件与Abaqus格式相似,格式简洁明了,易于学习。文件后缀名可以任意,但常用*.inp。可以是单个文件,也可以分为多个文件。笔者倾向于使用两个文件的输入方式,一个网格文件,定义网格相关所有信息。另一个控制命令文件,含有材料,载荷步,参数等信息。为了更好的支持开源求解器与仿真社区,WELSIM近期支持了CalculiX的前处理,用户可以快速的生成CalculiX计算所需的输入文件。用户在定义完模型后,在菜单栏的工具(Tools)选项中,选择输出CalculiX文件,即可在指定目录得到求解器文件。导出成功后,会生成两个求解器,calculix_welsim.inp是求解器输入文件,其中通过*INCLUDE命令,调用名为mesh_abaqus.inp的网格文件。同时,WELSIM可以直接调用CalculiX进行计算。当下载CalculiX求解器文件后,可以通过首选项 – 求解器 - CalculiX可执行文件,来配置求解器ccx.exe或ccx_MT.exe的路径。定义好模型后,可以直接求解,并得到结果文件。由于CalculiX不是默认的求解器,当进行联合求解时,需要将分析设置节点(Study Settings)的求解器属性设定为CalculiX。CalculiX的载荷步设置更为灵活,因此WELSIM在每个载荷步内提供更多的分析设置。已经支持的命令最新版的CalculiX共有141个命令,目前WELSIM已经支持了60个命令,占全部命令的42%,且全部为核心命令,已经满足常用的分析。支持的命令如下。控制命令:AMPLITUDE: BEAM SECTIONCFDCOMPLEX FREQUENCYDYNAMICELECTROMAGNETICSEL FILEEL PRINTEND STEPFREQUENCYFRICTIONHEADINGHEAT TRANSFERINCLUDENODE FILENODE PRINTFLUID CONSTANTSPHYSICAL CONSTANTSREFINE MESHRIGID BODYSTATICSTEADY STATE DYNAMICSSTEP接触、初始与边界等条件:BOUNDARYCFLUXCLOADCONSTRAINTCONTACT PAIRDFLUXDLOADDSLOADFILMINITIAL CONDITIONSMASS FLOWRADIATE网格命令:ELEMENTELSETEQUATIONFLUID SECTIONMASSNODENSETSHELL SECTIONSOLID SECTIONSURFACE材料命令:CONDUCTIVITYCREEPCYCLIC HARDENINGDAMPINGDEFORMATION PLASTICITYDENSITYELASTICELECTRICAL CONDUCTIVITYEXPANSIONHYPERELASTICMAGNETIC PERMEABILITYMATERIALPLASTICRATE DEPENDENTSPECIFIC GAS CONSTANTSPECIFIC HEATMatEditor输出CalculiX材料命令除WELSIM外,独立的材料编辑软件MatEditor也支持CalculiX材料数据的导出。由于Abaqus与CalculiX材料命令一致,导出的材料数据文本既可以用于CalculiX,也可以用于Abaqus。总结本文介绍了使用WELSIM生成CalculiX计算文件,和联合求解的设置。得益于优异的GUI,用户可以快速生成高质量的CalculiX文件。目前WELSIM只支持Tet4, Tet10, Tri3, Tri6单元,输出的CalculiX单元仅支持C3D4, C3D10, F3D4, DC3D4, DC3D10, S3, S6,B21, B32, T2D2, T3D3。CalculiX使用GPL开源协议,WELSIM的安装包中不含CalculiX求解器。用户需要自行下载求解器。通过简单配置,即可使用WELSIM与CalculiX联合求解工程问题。CalculiX输入文件的功能已经在2024R2中开发版中,会在正式版和以后的版本中不断维护与增强。其他开源求解器的支持,可以参考《使用WELSIM生成SU2求解器文件》,《使用WELSIM调用OpenRadioss进行显示动力学分析》,《使用WelSim生成FrontISTR网格与输入文件》,《使用WELSIM生成MFEM初始网格文件》,《使用WELSIM生成电磁计算软件Palace的求解器文件》。WelSim与作者不隶属于CalculiX和Abaqus。和CalculiX、Abaqus开发团队与机构没有直接关系。这里引用CalculiX仅用作技术博客文章与软件使用的参考。来源:WELSIM

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