CAE行业元计算的有限元语言组成部分

前处理程序自动生成系统

有限元语言的前处理程序自动生成系统采用广大工程师乐于接受的带关键字的表格数据输入方式。用户可以根据需要规定表格的个数、名字、形式、列变量（即字段数）和名字，以及表格数据的类型、显示格式和存文件方式等，没有任何限制。在数据文件中允许用户引入变量，采用任何FORTRAN函数表达式及子程序输入数据，并在任何地方插入FORTRAN源程序。该系统能够自动产生各种复杂的复联通域有限元网格，同时自动并接任意多个子区域的数据。

单元子程序自动生成系统

单元子程序自动生成系统能够自动产生单元、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、坐标变换表达式以及单元荷载表达式等，即可得到单元子程序。该系统允许有任意多个未知函数、广义位移、任意阶插值多项式、任意维数空间、任意阶（不超过四阶）偏微分方程组（包括非对称）。用户可自行规定全部名字（如未知函数、广义位移、坐标变量等），并可直接调用系统提供的常用公式库。

非线性程序自动生成系统

非线性程序自动生成系统，又称算法程序自动生成系统，根据用户提供的计算方法自动产生算法程序。用户给出对应于线性化和离散化后的代数方程组的矩阵表达式及右端项表达式，系统自动产生算法主程序；按照后处理表达式自动生成算法后处理计算程序。这为计算非稳态和非线性耦合问题提供了有力的工具。

用宏命令控制的绘图程序系统

用户可通过宏命令方式调用绘图程序系统，每条宏命令允许有任意多个各种类型（即字符串型、整型和实型）的参数。系统提供块结构和循环结构语句，允许用户引入变量和数组，采用各种变量和向量表达式。此绘图程序系统灵活性十足，能够绘制各种平面彩色图形，如等值线图、填色图、向量图、网格图等，不受区域形状限制。用户还可直接从计算结果文件提取绘图数据，无需专门准备数据文件。

各种求解器

CAE系统提供多种求解线性代数方程组的程序，包括只用内存的对称和非对称变带宽求解器、用外存的对称和非对称变带宽求解器、SOR（松弛迭代法）求解器以及共轭梯度法求解器。这些求解器为用户提供了多样的选择，以适应不同问题的求解需求。优秀的求解器是CAE系统的重要组成部分，能够提高计算效率和精度。

在CAE行业的元计算中，以上所述的有限元语言组成部分发挥着关键作用，为工程师提供了强大的工具和支持，帮助他们更高效地完成复杂任务和解决挑战性问题。通过深入了解和灵活应用这些系统，工程领域的发展将迎来更广阔的前景。

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