多場(chǎng)耦合問(wèn)題的程序生成課件

多場(chǎng)耦合問(wèn)題的程序生成GCNGIO學(xué)習(xí)目的1.掌握GCN文件的填寫(xiě)格式；2.掌握用GCN功能生成程序的一般過(guò)程；3.了解非線性問(wèn)題線性化的過(guò)程。GCN文件的結(jié)構(gòu)aNFE文件名耦合場(chǎng)名&bNFE文件名耦合場(chǎng)名cNFE文件名耦合場(chǎng)名............空一行命令流ELL.NFE求解線性橢圓型方程的算法程序。PAR.NFE求解線性拋物型方程的算法程序，時(shí)間離散采用Crank-Nicolson格式。PARB.NFE求解線性拋物型方程的算法程序，時(shí)間離散采用向后差分格式。WAVE.NFE求解線性雙曲型方程的算法程序，時(shí)間離散采用Wave速度法格式

NEWMARK.NFE求解線性雙曲型方程的算法程序，時(shí)間離散采用Newmark格式。NELL.NFE求解非線性橢圓型方程的算法程序。NPAR.NFE求解非線性拋物型方程的算法程序,時(shí)間離散采用Crank-Nicolson格式。

NPARB.NFE求解非線性拋物型方程的算法程序，時(shí)間離散采用向后差分格式。NWAVE.NFE求解非線性雙曲型方程的算法程序，時(shí)間離散采用Wave速度法格式。NNW.NFE求解非線性雙曲型方程的算法程序，時(shí)間離散采用Newmark格式。STR.NFE已知位移場(chǎng)求應(yīng)力場(chǎng)的算法程序，采用最小二乘法。也是求解已知場(chǎng)量的梯度的算法程序。命令流命令流段給出耦合場(chǎng)的計(jì)算流程。該段由兩種命令組成，一種是DOS命令；另一種是本系統(tǒng)的專(zhuān)有命令。較常用的專(zhuān)有命令可參看《FEPG中級(jí)教程》關(guān)于GCN文件填寫(xiě)的部分。線性動(dòng)態(tài)問(wèn)題命令流段startcifexiststopdelstop:1bftsolvcifnotexiststopgoto1命令流段線性動(dòng)態(tài)問(wèn)題流程START元件程序BFT元件程序E元件程序SOLV求解器U元件程序時(shí)間計(jì)算是否結(jié)束否是非線性穩(wěn)態(tài)問(wèn)題命令流段startcifexistenddelend:1solvcifnotexistendgoto1命令流段非線性穩(wěn)態(tài)問(wèn)題流程START元件程序E元件程序SOLV求解器U元件程序迭代是否結(jié)束否非線性動(dòng)態(tài)問(wèn)題命令流段startcifexiststopdelstop:1bftifexistenddelend:2solvcifnotexistendgoto2ifnotexiststopgoto1命令流段非線性動(dòng)態(tài)問(wèn)題流程START元件程序BFT元件程序E元件程序SOLV求解器U元件程序迭代是否結(jié)束否時(shí)間計(jì)算是否結(jié)束是否單元類(lèi)型包括一維有l(wèi)2,l3,l2g2,l3g2,l3g3二維有t3,t6,q4,q8,q9,q4g2,q8g3,q9g3三維有w4,w10,c8,c20,c27,c8g2,c20g3,c27g3

坐標(biāo)系包括一維有1dx,1dr,1ds二維有2dxy,2dro,2drz,2drs三維有3dxyz,3droz,3drso如果GIO文件沒(méi)有第二段對(duì)一維問(wèn)題體單元類(lèi)型取l2，坐標(biāo)系取1dx；對(duì)二維問(wèn)題，體單元類(lèi)型取t3，坐標(biāo)系取2dxy；對(duì)三維，體單元類(lèi)型取w4，坐標(biāo)系取3dxyz。關(guān)于單元類(lèi)型和坐標(biāo)系的說(shuō)明如何生成有限元程序1.GIOGCN文件名三個(gè)例子1.poisson方程的求解2.熱力耦合問(wèn)題3.非線性問(wèn)題準(zhǔn)備poisson.vde文件dispu,

coorx,y,

zshap%1%2gaus%3load(-6.0)vectxxyzstifdist=+[u/x_i;u/x_i]end準(zhǔn)備ell.gcn文件defiaell&StartsinaSolvsina準(zhǔn)備ell.gio文件Poisson#elemtypec83dxyz問(wèn)題描述：平板長(zhǎng)1米，寬0.5米；左端溫度為0℃，右端溫度為100℃，下端完全固定。求在此條件下的板的溫度分布、變形和應(yīng)力。板的線膨脹系數(shù)1.0e-5/℃,彈性模量為1000Mpa,泊松比為0.3，熱傳導(dǎo)系數(shù)為10W/m/℃。不計(jì)板的體力和內(nèi)熱源。熱固耦合問(wèn)題問(wèn)題分析：1.該問(wèn)題包括了三個(gè)物理場(chǎng)，溫度場(chǎng)、位移場(chǎng)、應(yīng)力場(chǎng)。需要準(zhǔn)備描述三個(gè)物理場(chǎng)場(chǎng)方程的VDE或PDE文件。2.準(zhǔn)備描述場(chǎng)之間耦合關(guān)系的GCN文件。溫度場(chǎng)不考慮固體變形和應(yīng)力分布，但由于材料的熱脹冷縮會(huì)引起材料變形和熱應(yīng)力。3.準(zhǔn)備GCN文件和PDE/VDE文件聯(lián)接關(guān)系的GIO文件熱固耦合問(wèn)題熱傳導(dǎo)方程dispucoorxyshap%1%2gaus%3mateekecq1.0e1;0.1;0.0;loadqvectxxystifdist=+[u/x_i;u/x_i]*ekend溫度場(chǎng)ETB.VDE文件二維直角坐標(biāo)下的平面熱應(yīng)力描述方程平衡方程幾何方程本構(gòu)方程dispu,vcoorx,yfuncexeyexyshap%1%2gaus%3coeftnmatepepvalfafxfy1.0e9;0.3;1.0e-5;0.0;0.0;$c6fact=pe/(1.+pv)/(1.-pv)$c6ft=(1.+pv)*fact*alfavectemexeyvectuuvvectfdfxfyvectfeft*tnft*tnmatrde221pvpv1

變形場(chǎng)ETA.VDE文件應(yīng)力場(chǎng)描述方程已知變形和溫度分布后，代入幾何方程求應(yīng)變，再通過(guò)本構(gòu)方程求出熱應(yīng)力幾何方程本構(gòu)方程dispsx,sy,sxycoorx,ycoefu,v,tnshap%1%2gaus%3mass%11.0matepepvalfafxfy1.0e9;0.3;1.0e-5;0.0;0.0;$c6fact=pe/(1.+pv)/(1.-pv)vectfssxsysxyvectfffsxfsyfsxyvectemexeyvectfmfsxfsyvectfefttfttmatrde221pvpv1應(yīng)力場(chǎng)ETC.VDE文件stif$cvftt=(1.+pv)*alfa*tn*fact$cvex=+{u/x}$cvey=+{v/y}$cvexy=+{u/y}+{v/x}$cvfm_i=+fact*de_i_j*em_j$cvfm_i=+fm_i-fe_i$cvfsxy=fact*exy*(1.-pv)/2dist=+[sx;sx]*0.0

load=+[fs_i]*ff_i

end

應(yīng)力場(chǎng)VDE文件defiaellb&bellcstrabstartsinbstartsinasolvsinbsolvsinastressc

ET.GCN文件etaetbetc#elemtypeq42dxy

ET.GIO文件非線性薛定鄂能譜方程（0,0）非線性問(wèn)題Va=2.0f=1.0(32,32)使用Newton迭代法線性化后的虛功方程為準(zhǔn)備ell.vde文件dispu,

coorx,y,

shap%1%2gaus%3coefunmatevaf2.0;1.0;vectxxyStif$c6eg=va*(sin(x)**2+sin(y)**2)+3.0*un**2dist=+[u/x_i;u/x_i]+[u;u]*egload=+[u]*(f+2.0*un**3)endLe.gcndefianell&STARTsinaIFEXISTENDDEL