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有限元语言的组成部分

浏览量:4279 时间:2024-01-18 09:34:14 作者:采采

有限元语言是元计算公司开发的一种工具,用于支持CAE(计算机辅助工程)行业中的有限元分析。它由几个核心组件组成,包括前处理程序自动生成系统、单元子程序自动生成系统、非线性程序自动生成系统、用宏命令控制的绘图程序系统以及各种求解器。

前处理程序自动生成系统

前处理程序自动生成系统是有限元语言中的重要组成部分。该系统采用带关键字的表格数据输入方式,方便工程师们快速输入数据。用户可以根据需要定制表格的数量、名称、形式、列变量等,并灵活地指定表格数据的类型、显示格式和存储方式。此外,用户还可以在数据文件中引入变量和使用FORTRAN函数表达式及子程序输入数据,在任何位置插入FORTRAN源程序。该系统还能够自动产生复杂的有限元网格,并能够自动整合多个子区域的数据。

单元子程序自动生成系统

单元子程序自动生成系统是有限元语言中的另一个关键组件。该系统能够自动生成单元、刚度矩阵、质量矩阵、阻尼矩阵和单元荷载向量。用户只需输入形函数表达式、坐标变换表达式和单元荷载表达式等信息,即可得到相应的单元子程序。此外,该系统还提供了常用的公式库供用户直接调用,对于没有的复杂公式,用户也可以利用该系统的公式生成程序进行自动生成。

非线性程序自动生成系统

非线性程序自动生成系统,又称为算法程序自动生成系统,是有限元语言中支持计算非稳态和非线性耦合问题的工具。该系统根据用户提供的计算方法自动产生算法主程序和后处理计算程序。用户只需提供与线性化和离散化后的代数方程组相关的矩阵表达式和右端项表达式,即可自动生成相应的算法程序。这个系统为解决复杂的非线性问题提供了强大的工具。

用宏命令控制的绘图程序系统

有限元语言中的绘图程序系统采用宏命令的方式进行控制。用户可以通过宏命令调用绘图程序系统,并可以灵活地传递各种类型的参数。该系统支持引入变量和数组,并允许用户使用各种变量和向量表达式。此外,该系统还提供了块结构和循环结构语句,允许修改宏命令的参数以及读写文件。它能直接从计算结果文件中提取绘图数据,并能绘制各种平面彩色图形,如等值线图、填色图、向量图和网格图等。

各种求解器

有限元语言提供了多种求解线性代数方程组的程序。这些求解器包括只用内存的对称和非对称带宽求解器、使用外存的对称和非对称带宽求解器、SOR(松弛迭代法)求解器以及共轭梯度法求解器。这些求解器能够满足不同类型问题的求解需求,并提供了高效、准确的求解方法。

通过以上介绍,我们可以看出有限元语言是一种功能强大的工具,它由前处理程序自动生成系统、单元子程序自动生成系统、非线性程序自动生成系统、用宏命令控制的绘图程序系统以及各种求解器等组件组成。这些部分相互配合,为工程师们提供了便捷、高效的有限元分析环境,提升了CAE行业的工作效率和质量。

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