Fortran基礎編程學習
關注創建者：雯寶 創建時間：2023-03-26
Fortran基礎編程學習的實例教程
今日推文主要分享一個非線性方程的牛頓-拉弗森迭代解法，借助Fortran語言，講述Fortran編程時需要注意的地方。理論及在Abaqus中的實現過程已在上幾期推文基于Abaqus的Newton-Raphson算法中說明，本次主要說明Fortran編程時需要注意的地方，本文代碼主要參考：《Fortran程序設計權威指南》。
例：
主程序
主程序：Solve.f90，子程序：New_Raphson.f90，函數文件：function.f90，Module模塊：NEWTON.F90。將整個程序分塊編寫，在主程序中調用即可，大型的Fortran中顯得尤為重要。
主程序代碼：
PROGRAM main
! 主程序：Newton迭代法計算方程的根
use NEWTON
OPEN(UNIT=11,FILE='FOUT1510.TXT')
OPEN(UNIT=12,FILE='IM_RESULT1510.TXT')
CALL SOLVE(X,ITER)
WRITE(11,46)X,ITER
46 FORMAT(T5,'Newton迭代法計算方程的根',//,&
3X,'X= ',F15.10,/,&
3X,'ITER=',I5)
END PROGRAM main
由上述程序可看出，主程序只有use、call、輸出語句，甚至可以將輸出語句編一個子程序，在主程序中用call調用即可，如此以來，使得自己的代碼更加簡潔明朗，在編寫Python、Matlab也是同樣的道理。
展開 Fortran
是一門上世紀古老的科學計算語言，具有強大的計算能力，雖然沒有現在的主流語言熱門，但對于想從事有限元二次開發的童鞋來言，是一個不得不跨過去的檻兒，Fortran語言用于自己領域進行開發計算時，往往不需要高深的算法，只需了解簡單的語法規則及循環之類結構即可。木木在剛開始學習Fortran時，遇到疑惑會問一問身邊的同學有沒有用過Fortran，大多數情況是，Fortran?那是啥語言？我......現如今使用的人確實很少，若不是自己對二次開發感興趣，我也不會去觸碰它~
本文先向大家簡單介紹一個二分法的fortran程序，然后推薦大家使用一些輕便的編譯器，最后推薦一下學習的書籍、論壇。
Fortran程序分為自由格式與固定格式，固定格式太太太難看了，閱讀起來也很費力，但大多數遺留下來的有限元程序是按照固定格式來編譯的（木得辦法），自由格式閱讀起來就比較友好了，接下來就用自由格式來編寫一個二分法程序，固定格式相關的將會在以后的推文中涉及。程序在文末！
本程序采用Module將代碼塊進行封裝，程序中用到的變量、function、subroutine，整理到Module中，用的時候只需要Use一下就可，如行48。程序中一些語法、注意的細節將會在以后專門設立一個Fortran的欄目中進行講解。
木木最開始用的編譯器是VS+IVF，后來發現VS占用系統資源很多，卸載也很麻煩，用起來不順手，現在我用的是Simply Fortran編譯器，小巧輕便（100M左右），很很很好用，Simply Fortran安裝包及簡單的說明手冊在文末獲取。界面大致長這個樣子：
B站有的教學視頻也用的是這個編譯器，大家有興趣可以看一下。
展開 自學plc編程最重要的就是模擬工作流程，整個動作控制的過程是由程序的運行來完成。故核心的內容就是過程描述。所以，需要掌握PLC編程語言和基本功能。 PLC語言分為梯形圖、語句和功能圖。常用梯形圖，適合基本邏輯描述，語句表適合數據處理，比較難理解。適用于步數類型的功能圖的狀態函數描述不多。 自學的話，需要安裝相應的軟件。不同廠家的差別很多，但都差不多。其次我們要對學生基本電氣邏輯控制有一定的了解，第三部分就是通過不斷提高自己可以模擬編程技術進行設計練習，最后就是在一些工控論壇去找一些別人寫好的程序來自己研究，搞清楚其中的邏輯思維過程，并自己從新再編輯一次，這樣你對PLC程序的編寫就有了一個初步的了解。接下來就是練習和調試。 自學PLC需要具備的一些條件如下： a、學習編程軟件的plc有三菱、西門子、松下、信捷、永宏等，學哪種則準備哪種PLC一臺，每種品牌的plc編程的軟件也會存在不同程度的差異。 b、準備一臺能與你現在所學的PLC通訊的觸摸屏，很多工控動作和自動化流程會用到組態程序控制，能讓你所學領域盡可能的涉及到實際場合的運用。 c、硬件有了，那么PLC編程的軟件和觸摸屏組態編程軟件也要在電腦上安裝好。 d、準備一些視頻教程和資料，推薦網盤教程很全各種PLC都有：https://pan.baidu.com/s/1ZWDVb81OGMmDa0ihtk7Mgw 提取碼：1234 。 學plc編程首先從理論基礎開始。 1）學習PLC的基本原理， 硬件：了解輸入輸出的原理，熟悉端口的基本電氣要求。 軟件：對于plc系統，必須搞清楚什么是i/o刷新，這是編程的基礎，知道plc的工作循環。 2）熟記基礎邏輯指令 可以先從梯形圖得語言開始，再練習基本的邏輯指令。 學些各種邏輯指令塊。
展開 發帖的目的是：
（1）記錄自己學習的過程；
（2）分享成果。
對于力學專業的我來說，有限元理論是必須了解的知識。這本書已經看了一遍了，但是理解不太深刻。打算認真看第二遍，通過編程來牢固知識。我自己愛好編程，在編程過程中，通過程序設計，發現我的理解又提升了很多。
對應章節：第3章 建立桁架方程。
有限元求解思路：
實現內容：
（1）：三維桁架任意方向桿的受力、位移、應力求解；
（2）：考慮了桿和彈簧組合系統；
（3）：考慮了平面桿斜支撐；
（4）：考慮了齊次、非齊次邊界條件。
輸入：
（必要）：單元編號、桿截面積、彈性模量、節點編號、對應節點坐標；
（可選）：斜支撐節點編號及與x軸正向夾角。
輸出：桿的軸向力、應力、節點力、節點位移、剛度矩陣。
例題：
BarUnit.rar
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（2）分享成果。
對于力學專業的我來說，有限元理論是必須了解的知識。這本書已經看了一遍了，但是理解不太深刻。打算認真看第二遍，通過編程來牢固知識。我自己愛好編程，在編程過程中，通過程序設計，發現我的理解又提升了很多。
計算機語言：Python（個人愛好）
對應章節：第2章 剛度法（位移法）
實現內容：
（1）采用直接剛度法；
（2）定義了彈簧單元；
（3）實現剛度的組裝；
（4）考慮了齊次、非齊次邊界條件；
（5）可以輸出整體剛度矩陣、節點位移、節點外力、單元內力、單元剛度矩陣。
下一步目標：
（1）補償法的實現；
（2）勢能法的研究。
非齊次例子展示：
SpringUnit.rar
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今日推文主要分享一個非線性方程的牛頓-拉弗森迭代解法，借助Fortran語言，講述Fortran編程時需要注意的地方。理論及在Abaqus中的實現過程已在上幾期推文基于Abaqus的Newton-Raphson算法中說明，本次主要說明Fortran
Fortran
是一門上世紀古老的科學計算語言，具有強大的計算能力，雖然沒有現在的主流語言熱門，但對于想從事有限元二次開發的童鞋來言，是一個不得不跨過去的檻兒，Fortran語言用于自己領域進行開發計算時，往往不需要高深的算法，只需了解簡單的語法規則及循環之類結構即可。木木在剛開始學習Fortran時，遇到疑惑會問一問身邊的同學有沒有用過Fortran，大多數情況是，Fortran
自學plc編程最重要的就是模擬工作流程，整個動作控制的過程是由程序的運行來完成。故核心的內容就是過程描述。所以，需要掌握PLC編程語言和基本功能。 PLC語言分為梯形圖、語句和功能圖。常用梯形圖，適合基本邏輯描述，語句表適合數據處理，比較難理解。適用于步數類型的功能圖的狀態函數描述不多。 自學的話，需要安裝相應的軟件。不同廠家的差別很多，但都差不多。其次我們要對學生基本電氣邏輯控制有一定的了解，第三部分就是通過不斷提高自己可以模擬編程技術進行設計練習
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對應章節：第3章 建立桁架方程。
有限元求解思路：
實現內容：
（1）：三維桁架任意方向桿的受力
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計算機語言：Python（個人愛好）
對應章節：第2章 剛度法（位移法）
實現內容：
（1）采用直接剛度法
