FEM SolverElmer/pl

Opis
Elmer to otwarty solver do symulacji z różnych dziedzin fizyki, opracowywany głównie przez IT Center for Science (CSC). Rozwój Elmera rozpoczął się w 1995 r. we współpracy z fińskimi uniwersytetami, instytutami badawczymi i przemysłem. Po publikacji kodu źródłowego w 2005 r., Elmera zaczęto używać i rozwijać globalnie.

Elmer posiada modele fizyczne m.in. mechaniki płynów, mechaniki ciał stałych, elektromagnetyzmu, przepływu ciepła i akustyki. Są one opisane równaniami różniczkowymi cząstkowymi, które Elmer rozwiązuje przy pomocy metody elementów skończonych (MES).

Utworzenie obiektu SolverElmer w kontenerze analizy we FreeCAD daje dostęp do równań Elmera dla analiz pojedynczych zagadnień fizycznych lub zagadnień sprzężonych.

Ponieważ FreeCAD wspiera już intensywnie solver Calculix i  solver Z88 do analiz mechanicznych i termomechanicznych, Elmer jest preferowany do symulacji z zakresu mechaniki płynów (CFD), przepływu ciepła, elektrostatyki i elektrodynamiki. Może być również używany do analiz mechanicznych dzięki równaniu elastyczności lub dowolnej kombinacji wyżej wymienionych równań. Ta kombinacja sprawia, że Elmer jest preferowany do analiz sprzężonych.

Instalacja
Elmer wymaga dwóch komponentów do powiązania z FreeCADː Istnieją niezależne programy do obu tych zastosowań, ale ich instalacja i użycie są poza zakresem integracji z FreeCAD.
 * ElmerGrid to interfejs obsługujący siatki
 * ElmerSolver obsługuje obliczenia.


 * 1) Download and install the version best suited to your Operating System (Windows or Linux). It is recommended to install the  version to get multi-core support.
 * 2) In FreeCAD go to
 * 3) In the FEM preferences set the correct path for both  and, or : set the path for  instead of  to make Elmer use all available CPU cores.
 * [[Image:Preferences-ElmerPath.png|Elmer Tab in FEM Preferences]]

You are ready to use Elmer in FreeCAD.


 * Now start FreeCAD and change the units scheme to MKS in the preferences. See Notes.

Usage

 * 1) Switch to the [[Image:Workbench_FEM.svg|24px]] FEM Workbench
 * 2) Create an Analysis container by pressing the [[Image:FEM_Analysis.svg|22px]] icon.
 * 3) Create a FEM Solver for Elmer, by pressing the [[Image:FEM_SolverElmer.svg|22px]] icon.
 * 4) * Note: A successful analysis will require at least a Model (2D or 3D), a Material (Fluid or Solid), a Mesh, Equations and Boundary conditions
 * [[Image:Elmer typical file tree.png]]
 * 1) Edit the parameters for the solver in the Property editor  tab of the SolverElmer object in the model tree view
 * 2) Double-click on the  object to prepare an analysis run
 * [[Image:ElmerSolver TaskPanel.png|300px]]
 * 1) Select the path to write the analysis in by clicking
 * 2) Click  to write the case files in the directory selected previously
 * 3) Click  to start the analysis
 * 1) Click  to write the case files in the directory selected previously
 * 2) Click  to start the analysis

Equations

 * To perform the analysis of a particular physical behavior, an Equation must be used (Flow, Heat, Electrostatics...)
 * Disambiguation: The term Equation is used in FreeCAD to describe the different physical mechanisms, the term Solver is used in all Elmer documents. Thus when using in FreeCAD the "Flow Equation", in reality Elmer uses the "Flow Solver" to find a solution to the Navier-Stokes equation.
 * One or several equations can be used at once with Elmer by simply adding the equation object under the SolverElmer object, thus performing multi-physics analyses:


 * 1) Click on the  object in the model tree view
 * 2) Select one ore several of the available equations:
 * 3) * [[Image:FEM_EquationDeformation.svg|32px]] Deformation equation
 * 4) * [[Image:FEM_EquationElasticity.svg|32px]] Elasticity equation
 * 5) * [[Image:FEM_EquationElectricforce.svg|32px]] Electricforce equation
 * 6) * [[Image:FEM_EquationElectrostatic.svg|32px]] Electrostatic equation
 * 7) * [[Image:FEM_EquationFlow.svg|32px]] Flow equation
 * 8) * [[Image:FEM_EquationFlux.svg|32px]] Flux equation
 * 9) * [[Image:FEM_EquationHeat.svg|32px]] Heat equation
 * 10) * [[Image:FEM_EquationMagnetodynamic.svg|32px]] Magnetodynamic equation
 * 11) * [[Image:FEM_EquationMagnetodynamic2D.svg|32px]] Magnetodynamic 2D equation

Solver Settings

 * Depending on the used equations, you must change the default solver settings. They are explained in the Elmer solver settings.
 * The solver will by default perform a steady-state simulation. To perform a transient simulation (how the model behaves/develops over time) see the section Timestepping (transient analyses) in the Elmer solver settings.

Visualization
The Elmer solver results are output in result pipeline objects. (Result objects are not possible.)



For transient analyses you get a result pipeline for every output time step. To edit all of them at once, select them in the tree view and set the parameters in the property editor. To make animations of the temporal progression, the best method is currently to:
 * Hide the view of the first time result.
 * Select an object of your choice in the tree view, but not a pipeline object.
 * Hover with the mouse over the pipelines.

The result is an animation like this:



Documentation
The following link gives access to the full documentation for Elmer. This includes the manuals as well as tutorials. Note that documentation and files appended with "gui" generally concern the usage of the Elmer GUI and not the FreeCAD implementation of Elmer.