有限元程序自動生成系統(tǒng)
關注創(chuàng)建者：古董 創(chuàng)建時間：2019-06-19
有限元程序自動生成系統(tǒng)的視頻教程
基于Huang的晶體塑性有限元程序入門-4--*.inp文件最終生成與計算提交
本節(jié)內(nèi)容重點講解晶體取向與最終inp文件的生成，以及用戶子程序計算的提交。 附錄相關的腳本程序。
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有限元程序自動生成系統(tǒng)的實例教程
在線有限元程序自動生成系統(tǒng)（IFEPG）的發(fā)明，使用戶可以在任何時候，任何地點，采用任何一臺計算機，通過互聯(lián)網(wǎng)使用有限元程序自動生成系統(tǒng)（IFEPG），生成他所需要的全部有限元程序，并且可以把這些程序傳送到世界上任何一臺計算機上進行編譯和運行，獲得用戶所需的結(jié)果。這正是人們夢寐以求的、公認的網(wǎng)絡時代最理想到軟件使用方式。
本系統(tǒng)的技術并不局限于有限元的計算，完全可以推廣到其它的科學與工程計算領域，差分程序自動生成系統(tǒng)和有限體積法程序自動生成系統(tǒng)已在FEPG4.0中發(fā)布，并在工程與科學領域通過大量成功案例的運用。
我們深信這一技術必將與INTENET網(wǎng)同步深入到工程與科學計算領域的每一個角落，創(chuàng)造出巨大的經(jīng)濟與社會效益。
展開 (a) R=2 (b) R=3
圖 2 共點控制
該區(qū)域劃分算法的特點是：并行任務的負載平衡程度由δ調(diào)節(jié)；所有分割點都定位在區(qū)域的邊界上，因為每次分割剩下的子域只有一條邊是在分割過程中新加入的分割線，無論選取這條邊的哪個端點作為X，X和Y總是落在區(qū)域的邊界上，有效地滿足了邊界最簡原則,；通過R靈活控制分割線共點率，消除極點，保證網(wǎng)格均勻度.
2、并行實現(xiàn)
本文研究的并行區(qū)域劃分算法已在曙光1000A系統(tǒng)上實現(xiàn).根據(jù)曙光1000A系統(tǒng)目前的條件和特點，選取PVM作為并行編程環(huán)境，分三個步驟實現(xiàn)有限元網(wǎng)格的并行生成：首先，由node1上的master任務程序檢測當前PVM中的結(jié)點數(shù)N，運用區(qū)域劃分算法分解待處理的區(qū)域為N個子區(qū)域，將各子區(qū)域分配到各node上；然后，并行執(zhí)行各處理器上的slave任務程序，在各子區(qū)域中生成均勻網(wǎng)格；最后，由node1上的master任務程序收集、組裝在各處理器上生成的子區(qū)域網(wǎng)格.這里，采用了動態(tài)負載平衡策略——farm模式，但有一點與通常情況下不同：為了提高處理器利用率，node1在子區(qū)域分配過程中也分得一個子區(qū)域，所以，在數(shù)據(jù)分配之后，子區(qū)域網(wǎng)格傳回之前，主處理器也不空閑.
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今日給大家?guī)淼闹饕獌?nèi)容是二維問題下有限元網(wǎng)格如何自動生成？
單元網(wǎng)格的形成實際上屬于有限元計算中的前處理部分，即確定單元節(jié)點信息，當模型較為復雜時，用戶可在Abaqus、Ansys等大型商業(yè)有限元軟件中進行建模，導出網(wǎng)格信息。
當模型較為簡單時，如二維平面板模型，用戶可基于一些較為基礎的網(wǎng)格生成算法，在自己的程序中通過控制模型長、寬等信息，即可生成有限元網(wǎng)格。
看似應用有限，但是在一些比較復雜的領域內(nèi)，往往需要先在簡單的模型中得到理論驗證，如此以來，有利于自編程代碼的完整性，即前處理、內(nèi)核計算、后處理于一體。
本篇推文，木木就帶著大家，學習一下CST、LST單元網(wǎng)格的自動生成。
CST單元網(wǎng)格
單元自動網(wǎng)格劃分
如下圖所示，為3節(jié)點三角形單元網(wǎng)格生成示意圖，圖中NXE和NYE分別是模型橫向和縱向單元個數(shù)，dhx和dhy分別是單元的橫向、縱向長度。
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今日給大家?guī)淼闹饕獌?nèi)容是二維問題下四邊形單元有限元網(wǎng)格如何自動生成？
單元網(wǎng)格的形成實際上屬于有限元計算中的前處理部分，即確定單元節(jié)點信息，當模型較為復雜時，用戶可在Abaqus、Ansys等大型商業(yè)有限元軟件中進行建模，導出網(wǎng)格信息。
當模型較為簡單時，如二維平面板模型，用戶可基于一些較為基礎的網(wǎng)格生成算法，在自己的程序中通過控制模型長、寬等信息，即可生成有限元網(wǎng)格。
看似應用有限，但是在一些比較復雜的領域內(nèi)，往往需要先在簡單的模型中得到理論驗證，如此以來，有利于自編程代碼的完整性，即前處理、內(nèi)核計算、后處理于一體。
本篇推文，木木就帶著大家學習一下Q4、Q8單元網(wǎng)格的自動生成以及Abaqus網(wǎng)格節(jié)點順序解讀。
代碼獲取：
基于Matlab的有限元網(wǎng)格自動生成算法 | Q4、Q8、Abaqus單元網(wǎng)格
Q4單元網(wǎng)格
單元自動網(wǎng)格劃分
如下圖所示，為4節(jié)點四邊形單元網(wǎng)格生成示意圖，圖中NXE和NYE分別是模型橫向和縱向單元個數(shù)，dhx和dhy分別是單元的橫向、縱向長度。
展開 分享一個簡單層壓板有限元模型生成插件，對于一些許用值試驗或者簡單試驗件的建模有用。插件界面如下：
另外，本插件需要自己預先建立一個3D 可變形板或者殼，并按照自己的需求畫好網(wǎng)格（僅限于四邊形網(wǎng)格），然后用本插件生成復合材料實體殼或者實體單元，還可以根據(jù)自己的需求勾選是否生成層間cohesive單元。
以下是一個實例：
以平面殼單元為基礎生成實體單元。
arbitrarydamamgemodel_standard.rar
有限元程序自動生成系統(tǒng)的相關專題、標簽、搜索
有限元程序自動生成系統(tǒng)的最新內(nèi)容
DEIP是一個田納西大學土木工程學院開發(fā)的一個應用于MATLAB/Octave的插件，用于將零厚度界面元素插入二維和三維有限元網(wǎng)格。底層算法基于拓撲，適用于混合類型線性和二次元素的復雜非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格。插入是根據(jù)整個分析域內(nèi)的區(qū)域或子域指定的。
支持的單元類型包括：
同時該插件目前支持多種有限元軟件的導入格式：
使用效果如下：
也可以應用于多晶界面行為研究：
本文原刊登于Ansys Blog：《From Concept to CubeSat Part 3: Using Ansys Mechanical to Generate Finite Element Analysis Results》
作者：Jordan Teich | Ansys應用工程師
編輯整理：谷晨風 | Ansys高級應用工程師
例如，基于對SAP軟件的移植和重大改進，北京大學的袁明武教授研制出了SAP-84；航空工業(yè)部研發(fā)出了結(jié)構(gòu)多約束優(yōu)化設計系統(tǒng)YIDOYU；中國科學院數(shù)學所的梁國平教授開發(fā)了有限元程序自動生成系統(tǒng)FEPG；鄭州機械研究所聯(lián)合中科院數(shù)學與系統(tǒng)科學研究所和北京大學開發(fā)出了結(jié)構(gòu)分析軟件產(chǎn)品紫瑞CAE；華中科技大學自主研發(fā)了鑄造工藝仿真軟件華鑄CAE、注塑工藝仿真軟件HsCAE；航空工業(yè)總公司開發(fā)的線性與非線性結(jié)構(gòu)分析程序
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今日給大家?guī)淼闹饕獌?nèi)容是二維問題下四邊形單元有限元網(wǎng)格如何自動生成？
單元網(wǎng)格的形成實際上屬于有限元計算中的前處理部分，即確定單元節(jié)點信息，當模型較為復雜時，用戶可在Abaqus、Ansys等大型商業(yè)有限元軟件中進行建模
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今日給大家?guī)淼闹饕獌?nèi)容是二維問題下有限元網(wǎng)格如何自動生成？
單元網(wǎng)格的形成實際上屬于有限元計算中的前處理部分，即確定單元節(jié)點信息，當模型較為復雜時，用戶可在Abaqus、Ansys等大型商業(yè)有限元軟件中進行建模，
有限元程序自動生成系統(tǒng)（FEPG）曾于1995年獲得國家科技進步二等獎，被專家鑒定為具有國際領先水平的有限元軟件。它以數(shù)學家特有的思考問題、解決問題的方法和能力，為學術界和應用界的專業(yè)人員提供了強有力的有限元計算分析軟件及生成專用有限元程序的平臺，這是國內(nèi)唯一一款成功商業(yè)化的擁有自主知識產(chǎn)權(quán)并且能生成自主有限元代碼的國產(chǎn)CAE軟件系統(tǒng)。
1993年7月26日的《人民日報》曾經(jīng)如此報道，“梁國平首創(chuàng)有限元程序自動生成系統(tǒng)，數(shù)天內(nèi)可完成數(shù)月才能完成的編程工作”。
嚴謹?shù)闹锌圃鸿b定委員會1993年8月也給出了這樣的評價，“該系統(tǒng)不同于通常的有限元程序，而是有限元程序的生成系統(tǒng)，使用者只要提供相應信息，就能自動生成所需的有限元FORTRAN源程序...
本人系同濟大學在讀博士。基于興趣愛好及專業(yè)相關，長期從事程序設計與仿真模擬工作，經(jīng)驗豐富、頗具實力。喜歡挑戰(zhàn)自我，解決各種疑難問題。
對人工智能，尤其是智能優(yōu)化算法研究較為深入。對ABAQUS有限元仿真，Adams多體系統(tǒng)動力學仿真，ISight多學科優(yōu)化仿真也多有研究；并且能夠熟練使用Hyperworks系列軟件。曾作為家教教授過三名碩士研究生相關知識，也協(xié)助、指導過多篇碩士論文。大家如有相關方面的需求
(FELAC
2.0并行版支持Windows操作系統(tǒng)和Linux操作系統(tǒng))，F(xiàn)ELAC 2.0并行版包含如下主要系統(tǒng)：
并行自動分區(qū)系統(tǒng)、前處理系統(tǒng)、后處理系統(tǒng)、任意物理場自動并行耦合系統(tǒng)、有限提交并行程序自動生成系統(tǒng)、有限元并行程序自動生成系統(tǒng)、算法庫、元件庫、并行庫、函數(shù)庫、公示庫。
“并行有限元程序自動生成系統(tǒng)FELAC”，采用組件化程序設計方法和人工智能技術，根據(jù)有限元方法統(tǒng)一的數(shù)學原理和內(nèi)在規(guī)律，以類似于數(shù)學公式推理的方式，通過填寫各種數(shù)學物理微分方程表達式和算法表達式自動產(chǎn)生用戶所需的并行有限***源程序（包括自動生成有限體積程序和有限差分程序），不受領域限制，適應高性能計算軟件以客戶需求為導向的發(fā)展趨勢，全面突破其它并行有限元軟件高復雜性和高難度性，突破大部分商業(yè)有限元軟件只適用于特殊領域和特殊有限元問題的難題
