FEATool Multifhysics - FEATool Multiphysics

FEATool Multifhysics
MATLAB GUI bilan ishlaydigan FEATool Multifhysics Toolbox
MATLAB GUI bilan ishlaydigan FEATool Multifhysics Toolbox
Tuzuvchi (lar)Aniq simulyatsiya
Barqaror chiqish
1.13 / 20 oktyabr 2020 yil (2020-10-20)
Omborgithub.com/ aniq simulyatsiya/ featool-multipizika
YozilganMATLAB, C, Fortran
Operatsion tizimWindows, Linux, Mac OSX
TuriKompyuter muhandisligi (CAE), multizika, cheklangan elementlarni tahlil qilish (FEA), simulyatsiya dasturi
Veb-saytwww.fatool.com[1]

FEATool Multifhysics ("Finite Element Analysis Toolbox uchun Multifizika ") bu fizika, cheklangan elementlarni tahlil qilish (FEA) va PDE simulyatsiya vositalari qutisi.[2] FEATool Multifhysics to'liq bog'langan holda modellashtirish qobiliyatiga ega issiqlik uzatish, suyuqlik dinamikasi, kimyo muhandisligi, qurilish mexanikasi, suyuqlik strukturasining o'zaro ta'siri (FSI), elektromagnetika, shuningdek, foydalanuvchi tomonidan belgilangan va maxsus PDE muammolari 1D, 2D (aksiymetriya yoki 3D, barchasi grafik foydalanuvchi interfeysi ichida (GUI ) yoki ixtiyoriy ravishda skript fayllari sifatida.[3] FEATool akademik tadqiqotlarda ishlatilgan va ishlatilgan,[4][5] o'qitish,[6][7] va sanoat muhandislik simulyatsiyasi kontekstlari.[8]

Ajralib turadigan xususiyatlar

FEATool Multifhysics - bu modellashtirish jarayoni oltita bosqichga bo'linadigan to'liq integral fizika va PDE simulyatsiya muhiti; oldindan ishlov berish (SAPR va geometriyani modellashtirish ), mash va panjara ishlab chiqarish, fizika va PDE spetsifikatsiyasi, chegara shartlari spetsifikatsiyasi, yechim va qayta ishlash va vizualizatsiya.[9]

1. Geometriya rejimi2. Tarmoq rejimi3. Multifizika rejimi
Geometriyani yaratish va SAPR importi
Avtomatik mash va panjara ishlab chiqarish
Subdomain, tenglama va koeffitsientning spetsifikatsiyasi
4. Chegara rejimi5. Tartibni echish6. Post rejimi
Chegara shartlari spetsifikatsiyasi
PDE tizimlarining echimi
Keyingi ishlov berish va natijalarni ingl

GUI-dan foydalanish oson

Yuqorida ko'rsatilgan FEATool grafik foydalanuvchi interfeysi (GUI) foydalanish qulayligi va minimal zaruriy bilimlar uchun yaratilgan.[10] Xususan, SAPR va simulyatsiya vositalarining to'liq integratsiyasi tufayli foydalanuvchilar simulyatsiya parametrlarini o'zgartirish, geometriya va mashlarni o'zgartirish, eritmani baholash va vizuallashtirish uchun oldindan ishlov berish, tahlil qilish va qayta ishlash rejimlarini almashtirishlari mumkin. Shunday qilib, FEATool foydalanuvchilarga vaqtni tejash va muammolarni tahlil qilish bilan har qanday ishlashni to'ldirishi mumkin.[11]

OpenFOAM va SU2 CFD hal qiluvchi interfeyslari

FEATool ko'p simulyatsiya xususiyatini taqdim etdi, bu orqali ommabop akademik va ochiq manbali echimlar interfeyslari ishlab chiqildi. Ushbu xususiyat ushbu echimlarni FEATool GUI va CLI-dan sintaksisini yoki har bir hal qiluvchining o'ziga xos xususiyatlarini batafsil bilmasdan foydalanishga imkon beradi.

CFD hal qiluvchi interfeyslari suyuqlik dinamikasidagi muammolarni cheklangan hajmli CFD erituvchilar bilan hal qilishga imkon beradi OpenFOAM[12] va SU2. Interfeyslardan foydalanish avtomatik ravishda siqilmaydigan Navier-Stokes FEATool modellarini mos keladigan OpenFOAM / SU2 mash, chegara va lug'at fayllarini boshqarishga aylantiradi, simulyatsiyalarni boshqaradi va natijada olingan echimlarni yana FEATool-ga import qiladi va interpolatsiya qiladi. Shunday qilib, yanada rivojlangan, kattaroq va parallel CFD modellari, masalan, turbulentlik, FEATool interfeysidan chiqmasdan simulyatsiya qilinishi mumkin.

FEniCS ko'p fizikali hal qiluvchi interfeysi

OpenFOAM va SU2 hal qiluvchi interfeyslariga o'xshash, FEATool shuningdek FEniCS umumiy FEM va multipizikani hal qiluvchi.[13] FEATool-FEniCS interfeysidan foydalangan holda, ikkala kod ham PDE ta'rifi tillarini o'z ichiga olganligi sababli, multifizika muammolari avtomatik ravishda tarjima qilinishi va FEniCS ga aylantirilishi mumkin Python ta'rifi fayllari, undan so'ng tizim FEniCS hal qiluvchisiga qo'ng'iroqlar amalga oshiriladi va natijada echim qayta import qilinadi.

To'liq skriptga mo'ljallangan CLI interfeysi

GUI ishi ekvivalent funktsiya chaqiruvlari sifatida qayd etiladi va shuning uchun ikkilik formatlarga qo'shimcha ravishda FEATool simulyatsiya modellari to'liq skript va tahrir qilinadigan MATLAB mos ravishda saqlanishi va eksport qilinishi mumkin. m-skript fayllar.[14] Quyidagi qisqa MATLAB skriptida qanday qilib silindr atrofida to'liq oqim tasvirlangan suyuqlikning hisoblash dinamikasi (CFD) benchmark muammosi FEATool m-skript funktsiyalari bilan aniqlanishi va echilishi mumkin (geometriya, panjara yaratish, muammolarni aniqlash, echish va bir nechta kod satrlarida keyingi ishlov berish).[15][16][17] Xususan, odatiy qisman differentsial tenglamalar (PDE) va iboralarni shunchaki kiritilishi va ularni maxsus funktsiyalarni yozishni hojat qoldirmasdan, mavjud bo'lgan holda mag'lubiyat ifodalari sifatida baholash mumkin.[18]

% Geometriya va mash hosil qilish.fea.sdim = { "x" "y" };fea.geom.ob'ektlar = { gobj_rectangle( 0, 2.2, 0, 0.41, "R1" ), ...                     gobj_circle( [0.2 0.2], 0.05, "C1" ) };fea = geom_apply_formula( fea, 'R1-C1' );fea.panjara = gridgen( fea, "hmax", 0.02 );% Muammoning ta'rifi (siqib bo'lmaydigan Navier-Stoks tenglamalari multipizikasi rejimi).fea = addphys( fea, @navierstokes );% Suyuqlikning yopishqoqligini belgilang (zichlik standart 1).fea.fiz.ns.ekv.koef{2,oxiri} = { 0.001 };% Chegara shartlari (Belgilanmagan chegaralarsukut bo'yicha belgilangan% toymasin nol tezlik devorlari).4-chegarada kirish (miloddan avvalgi 2-tip).fea.fiz.ns.bdr.sel(4) = 2;% Chiqish (bc 3 turi, nol bosim) 2 chegarasida.fea.fiz.ns.bdr.sel(2) = 3;Parabolik kirish profilining x tezligi ifodasi.fea.fiz.ns.bdr.koef{2,oxiri}{1,4} = '4 * 0,3 * y * (0,41-y) / 0,41 ^ 2';Muammoni tekshiring, tahlil qiling va hal qiling.fea = parsefiz( fea );fea = parseprob( fea );fea.sol.siz = solvestat( fea );% Shu bilan bir qatorda OpenFOAM yoki SU2 bilan hal qiling% fea.sol.u = openfoam (fea);% fea.sol.u = su2 (fea);% Qayta ishlash va vizualizatsiya.postplot( fea, 'surfexpr', 'sqrt (u ^ 2 + v ^ 2)', ...               'arrowexpr', {"siz" "v"} )p_cyl_front = evalexpr( "p", [0.15; 0.2], fea );p_cyl_back  = evalexpr ('p', [0.25; 0.2], fea );delta_p_computed  = p_cyl_front - p_cyl_backdelta_p_reference = 0.117520

Tashqi mesh generator interfeyslari

Tashqi hal qiluvchi interfeyslarga o'xshab, FEATool uchun o'rnatilgan qo'llab-quvvatlash xususiyatlari mavjud Gmsh[19] va uchburchak[20] mash generatorlari. O'rnatilgan mash ishlab chiqarish algoritmi o'rniga so'ralsa,[21] FEATool tegishli Gridgen2D, Gmsh yoki Triangle kirish ma'lumotlarini o'zgartiradi va eksport qiladi, tashqi generatorlar orqali tarmoq generatorlarini chaqiradi va natijada olingan katakchalarni FEATool-ga qayta import qiladi.

Boshqa ajralib turadigan xususiyatlar

  • Mustaqil operatsiya (MATLAB holda) yoki MATLAB asboblar qutisi sifatida ishlatilishi mumkin.
  • To'liq o'zaro faoliyat platforma MATLAB, boshqa asboblar qutilarini o'z ichiga olgan holda ishlash.
  • Keng miqdordagi FEM asosidagi funktsiyalar kutubxonasi (chiziqli va yuqori darajadagi P ga mos keladi1-P5, mos kelmaydigan, pufakchali va vektorli FEM diskretizatsiyasi).
  • Tarkibiy va tuzilmasiz chiziq oralig'i, uchburchaklar, to'rtburchaklar, tetraedral va olti burchakli to'r elementlarini qo'llab-quvvatlash.
  • 1D, 2D dekartiyali va silindrsimon koordinatalarda, shuningdek to'liq 3D-da 28 ta oldindan belgilangan tenglamalar va ko'p fizikaviy rejimlar.
  • Maxsus foydalanuvchi tomonidan belgilangan PDE tenglamalarini qo'llab-quvvatlash.
  • Tarmoq va geometriyani import qilish, eksport qilish va konvertatsiya qilish OpenFOAM, SU2, Dolfin /FEniCS XML, GiD,[22] Gmsh, GMV,[23] Uchburchak (PSLG) va oddiy ASCII panjara formatlari.[24]
  • Onlayn postprocssing va rasm eksporti ParaView Bir qarash, Plotly va natijalarni ijtimoiy almashish.

Shuningdek qarang

Adabiyotlar

  1. ^ "FEATool Multifhysics bosh sahifasi".
  2. ^ "MATLAB uchun FEM Multifizika Simulyatsiyasi !? (engineering.com)".
  3. ^ "Engineering - MATLAB uchun FEM multifizika simulyatsiyasi (engineering.com)".
  4. ^ "Glyukoza kontsentratsiyasining ko'payishini ko'z ichi bosimiga ta'sirini modellashtirish CSURE 2014 yozgi dasturi" (PDF).
  5. ^ "Bashoratli moddiy deformatsiyani tahlil qilish uchun ko'p ko'lamli modellashtirish" (PDF).
  6. ^ "Memfis universiteti qurilish muhandisligi kafedrasi CIVIL 7117 kurs yozuvlari".
  7. ^ "Lamar universiteti matematikasi kafedrasi kurs yozuvlari".
  8. ^ "MATLAB va FEATool Multifizika yordamida topologiyani optimallashtirishni modellashtirish".
  9. ^ "FEATool Multifhysics onlayn hujjatlar to'plami".
  10. ^ "Simulyatsiya va texnik dasturlardan foydalanishni oson loyihalashtirish".
  11. ^ "Multifizika CAE simulyatsiyasi nima?". Arxivlandi asl nusxasi 2017-03-24 da. Olingan 2017-03-23.
  12. ^ OpenCFD. "OpenFOAM® - Open Source Computational Fluid Dynamics (CFD) Toolbox-ning rasmiy uyi". www.openfoam.com. Arxivlandi asl nusxasidan 2016 yil 22 sentyabrda.
  13. ^ "FEniCS loyihasi sahifasi". FEniCS loyihasi. Olingan 28 iyul 2016.
  14. ^ "Raqamli muhandislik muharriri tanlovi: FEATool Multiphysics 1.4 (digitaleng.news)". Arxivlandi asl nusxasi 2018-07-24 da. Olingan 2018-07-23.
  15. ^ De Vahl Devis, G. (1996). "Silindr atrofida laminar oqimning benchmark hisoblari". Yuqori samarali kompyuterlar bilan oqim simulyatsiyasi II, suyuqlikning sonli dinamikasi to'g'risida eslatmalar. 52 (3): 547–566. doi:10.1002 / fld.1650030305.
  16. ^ Statsionar siqilmagan Navier-Stoks tenglamalari uchun yuqori tartib usullari to'g'risida (PhD). Heidelberg universiteti. 1998 yil. CiteSeerX  10.1.1.38.533.
  17. ^ Jon, Volker; Matthies, Gunar (2001). "Siqilmaydigan oqimlar uchun etalon muammosida yuqori darajadagi cheklangan elementlar diskretizatsiyasi". Suyuqlikdagi raqamli usullar bo'yicha xalqaro jurnal. 37 (8): 885–903. CiteSeerX  10.1.1.42.8087. doi:10.1002 / fld.195.
  18. ^ "Blek-Skoulzning xususiy tenglamasi va PDEni modellashtirish bo'yicha qo'llanma".
  19. ^ "Ochiq manbali mash generatorlarini taqqoslash (GiD, Gmsh va uchburchak)".
  20. ^ Shevchuk, Jonathan Richard (1996). Uchburchak: 2D sifatli mash generatori va Delaunay triangulyatori muhandisligi. Geometrik muhandislik sari qo'llaniladigan hisoblash geometriyasi. Kompyuter fanidan ma'ruza matnlari. 1148. pp.203–222. CiteSeerX  10.1.1.62.1901. doi:10.1007 / BFb0014497. ISBN  978-3-540-61785-3.
  21. ^ Persson, Per-Olof; Strang, Gilbert (2004). "MATLAB-da oddiy mash ishlab chiqaruvchisi". SIAM sharhi. 46 (2): 329–345. CiteSeerX  10.1.1.84.7905. doi:10.1137 / S0036144503429121.
  22. ^ "GiD - Shaxsiy oldingi va keyingi protsessorlarning bosh sahifasi".
  23. ^ "GMV - General Mesh Viewer-ning asosiy sahifasi". Arxivlandi asl nusxasi 2013-09-26. Olingan 2018-07-23.
  24. ^ "FEATool Multifhysics texnik xususiyatlari".

Tashqi havolalar va manbalar