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1、多场耦合问题的程序生成,GCN文件,GIO文件,学习目的1.掌握GCN文件的填写格式；2.掌握用GCN功能生成程序的一般过程；3.了解非线性问题线性化的过程。,GCN文件的结构,a NFE文件名 耦合场名&b NFE文件名 耦合场名c NFE文件名 耦合场名.空一行命令流,库中NFE文件命名基本原则,NFE算法文件是FEPG系统用来生成单元计算程序(即E元件程序)和后处理计算程序(即U元件程序)描叙算法，系统提供大量供选择的算法。算法是与方程的类型有关的（方程类型可参看关于PDE文件填写的powerpoint文档），库中NFE文件命名基本原则：ell椭圆par抛物wave波动n*非线性,ELL
2、.NFE 求解线性椭圆型方程的算法程序。PAR.NFE 求解线性抛物型方程的算法程序，时间 离散采用Crank-Nicolson格式。PARB.NFE 求解线性抛物型方程的算法程序，时间离散采用向后差分格式。WAVE.NFE 求解线性双曲型方程的算法程序，时间离散采用Wave速度法格式 NEWMARK.NFE 求解线性双曲型方程的算法程序，时间离散采用Newmark格式。NELL.NFE 求解非线性椭圆型方程的算法程序。NPAR.NFE 求解非线性抛物型方程的算法程序,时间离散采用Crank-Nicolson格式。,NPARB.NFE 求解非线性抛物型方程的算法程序，时间离散采用向后差分格式。
3、NWAVE.NFE 求解非线性双曲型方程的算法程序，时间离散采用Wave速度法格式。NNW.NFE 求解非线性双曲型方程的算法程序，时间离散采用Newmark格式。STR.NFE 已知位移场求应力场的算法程序，采用最小二乘法。也是求解已知场量的梯度的算法程序。,命令流,命令流段给出耦合场的计算流程。该段由两种命令组成，一种是 DOS命令；另一种是本系统的专有命令。较常用的专有命令可参看FEPG中级教程关于GCN文件填写的部分。,线性稳态问题命令流段,startcsolvc,START元件程序,E元件程序,SOLV求解器,U元件程序,命令流段,线性稳态问题流程,线性动态问题命令流段,startc
4、if exist stop del stop:1bftsolvcif not exist stop goto 1,命令流段,线性动态问题流程,START元件程序,BFT元件程序,E元件程序,SOLV求解器,U元件程序,时间计算是否结束,否,是,非线性稳态问题命令流段,startcif exist end del end:1solvcif not exist end goto 1,命令流段,非线性稳态问题流程,START元件程序,E元件程序,SOLV求解器,U元件程序,迭代是否结束,否,非线性动态问题命令流段,startcif exist stop del stop:1bftif exist e
5、nd del end:2solvcif not exist end goto 2if not exist stop goto 1,命令流段,非线性动态问题流程,START元件程序,BFT元件程序,E元件程序,SOLV求解器,U元件程序,迭代是否结束,否,时间计算是否结束,是,否,GIO文件的结构,a场的PDE文件名b场的PDE文件名c场的PDE文件名.#elemtype 单元类型坐标系,单元类型包括一维有 l2,l3,l2g2,l3g2,l3g3 二维有 t3,t6,q4,q8,q9,q4g2,q8g3,q9g3 三维有 w4,w10,c8,c20,c27,c8g2,c20g3,c27g3 坐
6、标系包括一维有 1dx,1dr,1ds二维有 2dxy,2dro,2drz,2drs三维有 3dxyz,3droz,3drso如果 GIO 文件没有第二段对一维问题体单元类型取 l2，坐标系取 1dx；对二维问题，体单元类型取 t3，坐标系取 2dxy；对三维，体单元类型取 w4，坐标系取 3dxyz。,关于单元类型和坐标系的说明,如何生成有限元程序,1.GIO GCN文件名,三个例子1.poisson方程的求解2.热力耦合问题3.非线性问题,对于如下的piosson方程,边界条件如下,准备poisson.vde文件,disp u,coor x,y,zshap%1%2gaus%3load(-6
7、.0)vect x x y zstifdist=+u/x_i;u/x_iend,准备ell.gcn文件,defia ell&Startsin aSolvsin a,准备ell.gio文件,Poisson#elemtype c83dxyz,运行gio ell生成全部程序2.按照某个特定问题，建好几何模型并施加边界条件完成poisson方程的定解,问题描述：平板长1米，宽0.5米；左端温度为0，右端温度为100，下端完全固定。求在此条件下的板的温度分布、变形和应力。板的线膨胀系数 1.0e-5/,弹性模量为1000Mpa,泊松比为0.3，热传导系数为10W/m/。不计板的体力和内热源。,热固耦合问
8、题,问题分析：1.该问题包括了三个物理场，温度场、位移场、应力场。需要准备描述三个物理场场方程的VDE或PDE文件。2.准备描述场之间耦合关系的GCN文件。温度场不考虑固体变形和应力分布，但由于材料的热胀冷缩会引起材料变形和热应力。3.准备GCN文件和PDE/VDE文件联接关系的GIO文件,热固耦合问题,热传导方程,二维直角坐标下的平面热应力描述方程,平衡方程,几何方程,本构方程,disp ucoor x yshap%1%2gaus%3mate ek ec q 1.0e1;0.1;0.0;load qvect x x ystifdist=+u/x_i;u/x_i*ekend,温度场ETB.VD
9、E文件,二维直角坐标下的平面热应力描述方程,平衡方程,几何方程,本构方程,disp u,vcoor x,yfunc ex ey exyshap%1%2gaus%3coef tnmate pe pv alfa fx fy 1.0e9;0.3;1.0e-5;0.0;0.0;$c6 fact=pe/(1.+pv)/(1.-pv)$c6 ft=(1.+pv)*fact*alfavect em ex eyvect u u vvect fd fx fyvect fe ft*tn ft*tnmatr de 2 21 pvpv 1,变形场ETA.VDE文件,FUNCex=+u/x ey=+v/y exy=+u
10、/y+v/x stifdist=+em_i;em_j*de_i_j*fact+exy;exy*fact*(1.-pv)/2 load=+u_i*fd_i+em_i*fe_i end,变形场VDE文件,应力场描述方程,已知变形和温度分布后，代入几何方程求应变，再通过本构方程求出热应力,几何方程,本构方程,disp sx,sy,sxycoor x,ycoef u,v,tnshap%1%2gaus%3mass%1 1.0mate pe pv alfa fx fy 1.0e9;0.3;1.0e-5;0.0;0.0;$c6 fact=pe/(1.+pv)/(1.-pv)vect fs sx sy sxy
11、vect ff fsx fsy fsxyvect em ex eyvect fm fsx fsyvect fe ftt fttmatr de 2 21 pvpv 1,应力场ETC.VDE文件,stif$cv ftt=(1.+pv)*alfa*tn*fact$cv ex=+u/x$cv ey=+v/y$cv exy=+u/y+v/x$cv fm_i=+fact*de_i_j*em_j$cv fm_i=+fm_i-fe_i$cv fsxy=fact*exy*(1.-pv)/2dist=+sx;sx*0.0 load=+fs_i*ff_i end,应力场VDE文件,defia ell b&b ell
12、c str a bstartsin bstartsin asolvsin bsolvsin astress c,ET.GCN文件,etaetbetc#elemtype q42dxy,ET.GIO文件,非线性薛定鄂能谱方程,（0,0）,非线性问题,Va=2.0f=1.0,(32,32),使用Newton迭代法线性化后的虚功方程为,准备ell.vde文件,disp u,coor x,y,shap%1%2gaus%3coef unmate va f 2.0;1.0;vect x x yStif$c6 eg=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)end,Le.gcn,defia nell&STARTsin aIF EXIST END DEL END:2SOLVsin aIF NOT EXIST END GOTO 2,Le.gio,ell#elemtype q42dxy,程序生成练习,（0,0）,按照下面的方程用GCN功能生成计算程序，并按给定的参数给出终了时刻为10的压力分布,程序生成练习,（0,0）,将下列方程线性化后给出PDE或VDE文件，再用GCN功能计算在下列边值条件和给定区域下的解,
