fepg系统简介

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1、FEPG多後简介系统主要思想和做法计算机发展至今，在带动社会不断发展和变化的同时，其木旮也在不断的发展与进步,从机器代码到高级语言（FORTRAN/C）再到面向对象的程序设计方法的发展，已经引领社会发生了巨大的变革，门前人们都在期待着更为方便的新一代语言的出现。针对有限元研究领域，FEPG为各专业的研究人员创造了一门独特的有限元语言，为各学科领域的数值计算提供了极人的方便，这种语言可以节衍90%以上的软件编写代码景。例如针对一个三维稳态热传导问题，采用FEPG提供的有限元语言，用只需填写以卜VDE/PD

2、E、GCN、GIO等儿个简单的文件即可生成全部生成冇限元计算源代码。稳态热传导控制方程：假设求解边界条件为：w=u按照杏限元方法，转化为虚功方程的弱形式:,,dud3udud^udueqdudd对应的偏微分方程PDE文件书写如卜‘:dispuu代表未知函数（温度）名coorxyz给出总体坐标系下的坐标变量X,Y,Zshape8c表示六面体单元，8表示八节点单元，也可相应替换为w4（四面体四节点单元）等gaus2给出每个方向上积分点的个数mateekqek，eq为材料参数名，后面可给定相应值空一行sti

3、f给出刚度矩阵dist=+[u/x;u/x]*ek+[u/y;u/y]*ek+[u/z;u/z]*ek对应于方程（*）中的左端项空一行load=+[u]*q给出载荷向量，对应于方程（*）中的右端项空一行end结束符Defiaell空一行STARTCaSOLVCa定义物理场a场采用椭圆方程求解计算流程由以下几行语言规定:初始化a场求解a场连接GCN和PDE的GIO文件:PDE文件名#elemtypec8单元类型3dxyz坐标系以上为采用FEFG独特的有限元语言來求解一个三维稳态热传导问题所需要的文件，它的

4、书写形式接近于通常习惯的写法，采川奋限元语言描述奋限元方程的代码景远远低于直接采用FRORTRAN/C编程，因此可以把我们从庞人复杂的编程劳动屮解脱出来，将更多精力投入到寻找合理的物理模型与更准确的算法屮。为什么会有如此效果？原因就在于FEPG采用了元件化的程序设计方法和程序A动生成技术，冇限元程序的元件化，使川户迕保证程序完整性的同时吋以根据耑要更改核心的P::法和公理论式，人人减少了工作量，乂保证了程序的灵活性和适用性。、元件化思想有限元程序总体可分为三个组成部分：前处理；杏限元计算；•处理前处理程

5、序n调用打限元计算部分单元计算程序单元子程序处数据转换程序理1程序可视化程序一般有限元程序框图FEPG系统采用元件化程序设计方法，把庞人的有限元汁算程序分解为若干个元件程序。每个元件程序都是一个完整的FORTRAN程序，可以单独进行编译、连接与运行，它们之叫的通信完全通过磁盘文件。由元件程序组成的程序系统是通过命令流产生的批命令方式实现的，即把所要执行的元件程序按照一定的顺序以操作系统所能接受的命令流方式写在一个命令流文件中，由FEPG系统自动生成相应的批命令文件，然后运行这个批命令文件,由操作系统解释

6、执行。有限元计算程序主要中START、BFT、SOLV和E、U五个元件程序组成，这五个元件程序的功能如下：START程序：该程序给出每个节点的各个自巾度与将來要形成的代数方程组的变虽（即方程号）的对应关系（即哪个节点的哪个£）巾度将要对极于方程纟II的哪个变景）以及解的初值。BFT元件程序：此元件程序的主要功能是给出每一时刻解的边值，即指定节点位移和载前，以及对吋间的更新和生成保存计算结果的批命令文件“post.bat”。E元件程序：E元件程序用于计算单元刚度、质量和载荷等，并把它们山节点各自山度表示转

7、换成由代数方程组的变fi表示，同时处理边界约朿条件，并形成代数方程组的心端项。SOLV求解器：求解器用于卺加形成总体刚度矩阵及求解线性代数方程组。U元件程序：U元件程序川于把求解器求出的变量位移转换为节点各自由度的位移以及其它的后处理计算。2、有限元程序自动生成原理采用元件化程序设计方法把完整的有限元程序分解成若干个元件程序后,进一步将这些元件程序分解为可变部分和不可变部分。不变部分系统直接给出，可变部分楚根据方程和算法用有限元语言描述，通过生成系统自动产生，然活可变部分和不变部分组成完整的有限元程序。

8、不变部分初始化START程序计算边值条件BFT裎序出给接育统系代数方程组求解SOLV程序可变部分J5•处理计算U程序成生式达表由有限元程序14动生成示意阁下而的流程阁说明，通过有机组合元‘程序，即可实现静态或动态、线性或非线性等各种有限元问题的求解。有限元计算程序FEPG.GID前处理聊RG元件稈好士乜-……一，START元件辦E蕭骄SOLV元件辦=g=FEPG.GID后处珂或EA图形穂乎FEPG.GID前处理或PRG元件程序否

9、有限元计