多場耦合問題的程序生成課件

多場耦合問題的程序生成GCNGIO學習目的1.掌握GCN文件的填寫格式；2.掌握用GCN功能生成程序的一般過程；3.了解非線性問題線性化的過程。GCN文件的結構aNFE文件名耦合場名&bNFE文件名耦合場名cNFE文件名耦合場名............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，時間離散采用Newmark格式。STR.NFE已知位移場求應力場的算法程序，采用最小二乘法。也是求解已知場量的梯度的算法程序。命令流命令流段給出耦合場的計算流程。該段由兩種命令組成，一種是DOS命令；另一種是本系統(tǒng)的專有命令。較常用的專有命令可參看《FEPG中級教程》關于GCN文件填寫的部分。線性動態(tài)問題命令流段startcifexiststopdelstop:1bftsolvcifnotexiststopgoto1命令流段線性動態(tài)問題流程START元件程序BFT元件程序E元件程序SOLV求解器U元件程序時間計算是否結束否是非線性穩(wěn)態(tài)問題命令流段startcifexistenddelend:1solvcifnotexistendgoto1命令流段非線性穩(wěn)態(tài)問題流程START元件程序E元件程序SOLV求解器U元件程序迭代是否結束否非線性動態(tài)問題命令流段startcifexiststopdelstop:1bftifexistenddelend:2solvcifnotexistendgoto2ifnotexiststopgoto1命令流段非線性動態(tài)問題流程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束否時間計算是否結束是否單元類型包括一維有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文件沒有第二段對一維問題體單元類型取l2，坐標系取1dx；對二維問題，體單元類型取t3，坐標系取2dxy；對三維，體單元類型取w4，坐標系取3dxyz。關于單元類型和坐標系的說明如何生成有限元程序1.GIOGCN文件名三個例子1.poisson方程的求解2.熱力耦合問題3.非線性問題準備poisson.vde文件dispu,

coorx,y,

zshap%1%2gaus%3load(-6.0)vectxxyzstifdist=+[u/x_i;u/x_i]end準備ell.gcn文件defiaell&StartsinaSolvsina準備ell.gio文件Poisson#elemtypec83dxyz問題描述：平板長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，熱傳導系數(shù)為10W/m/℃。不計板的體力和內熱源。熱固耦合問題問題分析：1.該問題包括了三個物理場，溫度場、位移場、應力場。需要準備描述三個物理場場方程的VDE或PDE文件。2.準備描述場之間耦合關系的GCN文件。溫度場不考慮固體變形和應力分布，但由于材料的熱脹冷縮會引起材料變形和熱應力。3.準備GCN文件和PDE/VDE文件聯(lián)接關系的GIO文件熱固耦合問題熱傳導方程dispucoorxyshap%1%2gaus%3mateekecq1.0e1;0.1;0.0;loadqvectxxystifdist=+[u/x_i;u/x_i]*ekend溫度場ETB.VDE文件二維直角坐標下的平面熱應力描述方程平衡方程幾何方程本構方程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ETA.VDE文件應力場描述方程已知變形和溫度分布后，代入幾何方程求應變，再通過本構方程求出熱應力幾何方程本構方程dispsx,sy,sxycoorx,ycoefu,v,tnshap%1%2gaus%3mass%11.0matepepvalfafxfy1.0e9;0.3;1.0e-5;0.0;0.0;$c6fact=pe/(1.+pv)/(1.-pv)vectfssxsysxyvectfffsxfsyfsxyvectemexeyvectfmfsxfsyvectfefttfttmatrde221pvpv1應力場ETC.VDE文件stif$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

應力場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