Add FEM Constraint Tutorial/ro

În acest tutorial vom adăuga constrângerea vitezei fluxului la FreeCAD și vom implementa suportul pentru elmer solver. Asigurați-vă că ați citit și ați înțeles Extend FEM Module înainte de a citi acest tutorial.

Acest tutorial acoperă doar modul de implementare a constrângerilor în Python. Spre deosebire de constrângerile solver și ecuații, urmați structura modulului FEM clasic. Adică toate modulele unei constrângeri au loc în pachetul PyObjects sau PyGui.

Sumar

 * 1) Create document object: Obiectul documentului care se află în analiză și în care constrângerea poate fi parametrizată și legată de limite.
 * 2) Create GUI command: Adăugați o comandă la atelierul FEM care adaugă o constrângere a fluxului la analiza activă.
 * 3) Create a task panel: Panoul de sarcini este necesar pentru a permite utilizatorului să definească limitele la care dorește să definească constrângerea de viteză. Acest lucru face ca intrarea parametrilor să fie mai ușor de utilizat.
 * 4) Extend elmers writer: Adăugați suport pentru noua constrângere modulul Elmer FEM solver prin dezactivarea exportatorului de fișiere sif.

Crearea Documentului Obiect
În acest pas vom modifica următoarele fișiere: și adăugați următoarele fișiere:
 * src/Mod/Fem/CMakeLists.txt
 * src/Mod/Fem/App/CMakeLists.txt
 * src/Mod/Fem/ObjectsFem.py
 * src/Mod/Fem/PyObjects/_FemConstraintFlowVelocity.py
 * src/Mod/Fem/PyGui/_ViewProviderFemConstraintFlowVelocity.py

Un document proxy și o vedere proxy sunt necesare pentru noua constrângere. Acestea se află în module separate. Proxy documentul în PyObjects și vederea proxy în PyGui. Trebuie doar să copiați modulele dintr-o constrângere existentă, de ex. Reglați tipul de variabilă și proprietățile la nevoile dvs. Proxy-ul documentului al constrângerii fluxului arată după cum urmează: class Proxy(FemConstraint.Proxy): Type = &quot;Fem::ConstraintFlowVelocity&quot; def __init__(self, obj): super(Proxy, self).__init__(obj) obj.addProperty(           &quot;App::PropertyFloat&quot;, &quot;VelocityX&quot;,            &quot;Parameter&quot;, &quot;Body heat flux&quot;) obj.addProperty(           &quot;App::PropertyBool&quot;, &quot;VelocityXEnabled&quot;,            &quot;Parameter&quot;, &quot;Body heat flux&quot;) obj.addProperty(           &quot;App::PropertyFloat&quot;, &quot;VelocityY&quot;,            &quot;Parameter&quot;, &quot;Body heat flux&quot;) obj.addProperty(           &quot;App::PropertyBool&quot;, &quot;VelocityYEnabled&quot;,            &quot;Parameter&quot;, &quot;Body heat flux&quot;) obj.addProperty(           &quot;App::PropertyFloat&quot;, &quot;VelocityZ&quot;,            &quot;Parameter&quot;, &quot;Body heat flux&quot;) obj.addProperty(           &quot;App::PropertyBool&quot;, &quot;VelocityZEnabled&quot;,            &quot;Parameter&quot;, &quot;Body heat flux&quot;) obj.addProperty(           &quot;App::PropertyBool&quot;, &quot;NormalToBoundary&quot;,            &quot;Parameter&quot;, &quot;Body heat flux&quot;) Modulul care conține proxy-ul ar putea părea puțin mai complicat. Dar pentru moment ajustați calea pictogramelor. Vom reveni la acest dosar. class ViewProxy(FemConstraint.ViewProxy): def getIcon(self): return &quot;:/icons/fem-constraint-flow-velocity.svg&quot; Adăugați cele două module noi la construirea sistemului descrisă în Extend FEM Module. Găsiți lista de căutare corectă pentru modulele de constrângere.
 * PyObjects/_FemConstraintSelfWeight.py
 * PyGui/_ViewProviderFemConstraintSelfWeight.py

Ca toate obiectele din bancul de lucru FEM, constrângerile de viteză trebuie să fie înregistrate. Următoarea metodă adaugă viteza documentului activ. Această metodă va fi utilizată de comanda GUI pentru a adăuga constrângerea. Trebuie să fie inserat undeva în. def makeConstraintFlowVelocity(name=&quot;FlowVelocity&quot;): obj = FreeCAD.ActiveDocument.addObject(&quot;Fem::ConstraintPython&quot;, name) import PyObjects._FemConstraintFlowVelocity PyObjects._FemConstraintFlowVelocity.Proxy(obj) if FreeCAD.GuiUp: import PyGui._ViewProviderFemConstraintFlowVelocity PyGui._ViewProviderFemConstraintFlowVelocity.ViewProxy(obj.ViewObject) return obj

Creează o camandă GUI
În acest pas vom modifica următoarele fișiere: și adăugați următorul fișier nou:
 * src/Mod/Fem/CMakeLists.txt
 * src/Mod/Fem/App/CMakeLists.txt
 * src/Mod/Fem/Gui/Workbench.cpp
 * src/Mod/Fem/PyGui/_CommandFemConstraintFlowVelocity.py

Comanda permite utilizatorului să adauge constrângerea la analiza activă. Trebuie doar să copiați o comandă dintr-o constrângere existentă. Commands reside in the  package. Ajustați resursele și efectuați metoda numită Activat la nevoile dvs. Utilizați, de asemenea, o comandă diferită id in the addCommand apel în partea de jos a modulului. Următoarea clasă este clasa constrângerii vitezei. class Command(FemCommands.FemCommands):

def __init__(self): super(Command, self).__init__ self.resources = { 'Pixmap': 'fem-constraint-flow-velocity', 'MenuText': QtCore.QT_TRANSLATE_NOOP(               &quot;FEM_ConstraintFlowVelocity&quot;,                &quot;Constraint Velocity&quot;), 'ToolTip': QtCore.QT_TRANSLATE_NOOP(               &quot;FEM_ConstraintFlowVelocity&quot;,                &quot;Creates a FEM constraint body heat flux&quot;)} self.is_active = 'with_analysis'

def Activated(self): App.ActiveDocument.openTransaction(           &quot;Create FemConstraintFlowVelocity&quot;) Gui.addModule(&quot;ObjectsFem&quot;) Gui.doCommand(           &quot;FemGui.getActiveAnalysis.Member += &quot;            &quot;[ObjectsFem.makeConstraintFlowVelocity]&quot;)

Gui.addCommand('FEM_AddConstraintFlowVelocity', Command) Adăugați noua comandă în sistem așa cum este încorporată Extend FEM Module. Identificați lista corectă pentru a căuta modulele de comandă existente.

Put the command into Gui/Workbench.cpp to add it to the toolbar and menu. Search for an existing constraint of the same category as the new one (e.g. Flow) copy-paste it and adjust the command id. This should be done two times. Once for the menu and again for the toolbar.

Create a Task Panel
In this step we are going to modify the following file: In FreeCAD constraint objects benefit greatly from task panels. Task panels can make use of more powerful input widgets which expose the unit of entered values directely to the user. The velocity constraint even requires the use of a task panel since a task panel is the only way of specifieing the face(s) on which the constraint shall be applied.
 * src/Mod/Fem/PyGui/_ViewProviderFemConstraintFlowVelocity.py

The location of the module in which task panels are implemented is not strictely defined. For the velocity constraint we are just going to put the task panel in the same module we put the view proxy. The task panel is quite complicated. It makes use of the FemSolectionWidgets.BoundarySelector. Thats a qt widget which allows the user to select the boundaries on which the constraint shall be applied. In addition to this widget it generates another one by loading a ui file specifically created for the velocity constraint. Via this widget the velocity vector can be specified.

Most of the time is should be sufficient to just copy this class, use a suitable ui file (instead of TaskPanelFemFlowVelocity.ui) and adjust _initParamWidget as well as _applyWidgetChanges. If the new constraint requires bodies as references instead of boundaries just replace the BoundarySelector object with the SolidSelector. class _TaskPanel(object):

def __init__(self, obj): self._obj = obj self._refWidget = FemSelectionWidgets.BoundarySelector # self._refWidget = FemSelectionWidgets.SolidSelector self._refWidget.setReferences(obj.References) self._paramWidget = Gui.PySideUic.loadUi(           App.getHomePath + &quot;Mod/Fem/PyGui/TaskPanelFemFlowVelocity.ui&quot;) self._initParamWidget self.form = [self._refWidget, self._paramWidget] analysis = FemMisc.findAnalysisOfMember(obj) self._mesh = FemMisc.getSingleMember(analysis, &quot;Fem::FemMeshObject&quot;) self._part = self._mesh.Part if self._mesh is not None else None self._partVisible = None self._meshVisible = None

def open(self): if self._mesh is not None and self._part is not None: self._meshVisible = self._mesh.ViewObject.isVisible self._partVisible = self._part.ViewObject.isVisible self._mesh.ViewObject.hide self._part.ViewObject.show

def reject(self): self._restoreVisibility return True

def accept(self): if self._obj.References != self._refWidget.references: self._obj.References = self._refWidget.references self._applyWidgetChanges self._obj.Document.recompute self._restoreVisibility return True

def _restoreVisibility(self): if self._mesh is not None and self._part is not None: if self._meshVisible: self._mesh.ViewObject.show else: self._mesh.ViewObject.hide if self._partVisible: self._part.ViewObject.show else: self._part.ViewObject.hide

def _initParamWidget(self): unit = &quot;m/s&quot; self._paramWidget.velocityXTxt.setText(           str(self._obj.VelocityX) + unit) self._paramWidget.velocityYTxt.setText(           str(self._obj.VelocityY) + unit) self._paramWidget.velocityZTxt.setText(           str(self._obj.VelocityZ) + unit) self._paramWidget.velocityXBox.setChecked(           not self._obj.VelocityXEnabled) self._paramWidget.velocityYBox.setChecked(           not self._obj.VelocityYEnabled) self._paramWidget.velocityZBox.setChecked(           not self._obj.VelocityZEnabled) self._paramWidget.normalBox.setChecked(           self._obj.NormalToBoundary)

def _applyWidgetChanges(self): unit = &quot;m/s&quot; self._obj.VelocityXEnabled = \ not self._paramWidget.velocityXBox.isChecked if self._obj.VelocityXEnabled: quantity = Units.Quantity(self._paramWidget.velocityXTxt.text) self._obj.VelocityX = float(quantity.getValueAs(unit)) self._obj.VelocityYEnabled = \ not self._paramWidget.velocityYBox.isChecked if self._obj.VelocityYEnabled: quantity = Units.Quantity(self._paramWidget.velocityYTxt.text) self._obj.VelocityY = float(quantity.getValueAs(unit)) self._obj.VelocityZEnabled = \ not self._paramWidget.velocityZBox.isChecked if self._obj.VelocityZEnabled: quantity = Units.Quantity(self._paramWidget.velocityZTxt.text) self._obj.VelocityZ = float(quantity.getValueAs(unit)) self._obj.NormalToBoundary = self._paramWidget.normalBox.isChecked The view proxy must be extended to support the task panel we just implemented. The following extended view proxy opens the task panel when the user makes a double click on the constraint object in the tree view. class ViewProxy(FemConstraint.ViewProxy):

def getIcon(self): return &quot;:/icons/fem-constraint-flow-velocity.svg&quot;

def setEdit(self, vobj, mode=0): task = _TaskPanel(vobj.Object) Gui.Control.showDialog(task)

def unsetEdit(self, vobj, mode=0): Gui.Control.closeDialog

def doubleClicked(self, vobj): if Gui.Control.activeDialog: Gui.Control.closeDialog Gui.ActiveDocument.setEdit(vobj.Object.Name) return True

Extend Elmers Writer
In this step we are going to modify the following file: The writer module contains methods for all equation types. Depending on the type of the constriant, boundary condition, initial condition or body force one has to modifiy different methods. For our flow velocity we have to adjust _handleFlowBndConditions(...). def _handleFlowBndConditions(self): for obj in self._getMember(&quot;Fem::ConstraintFlowVelocity&quot;): if obj.References: for name in obj.References[0][1]: if obj.VelocityXEnabled: velocity = getFromUi(obj.VelocityX, &quot;m/s&quot;, &quot;L/T&quot;) self._boundary(name, &quot;Velocity 1&quot;, velocity) if obj.VelocityYEnabled: velocity = getFromUi(obj.VelocityY, &quot;m/s&quot;, &quot;L/T&quot;) self._boundary(name, &quot;Velocity 2&quot;, velocity) if obj.VelocityZEnabled: velocity = getFromUi(obj.VelocityZ, &quot;m/s&quot;, &quot;L/T&quot;) self._boundary(name, &quot;Velocity 3&quot;, velocity) if obj.NormalToBoundary: self._boundary(name, &quot;Normal-Tangential Velocity&quot;, True) self._handled(obj)
 * src/Mod/Fem/FemSolver/Elmer/Writer.py