Add FEM Equation Tutorial/fr: Difference between revisions

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{{TutorialInfo
{{TutorialInfo/fr
|Topic=
|Topic=Ajouter des équations FEM
|Level=
|Level=Avancé
|Time=
|Time=1 jour
|Author=[[User:M42kus|M42kus]]
|Author=[[User:JohnWang|JohnWang]]
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|FCVersion=0.19
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}}
}}

== Introduction ==


Dans ce tutoriel, nous allons ajouter l'équation de flux à FreeCAD et implémenter le support pour le solveur Elmer. Assurez-vous d'avoir lu et compris [[Extend_FEM_Module/fr|Module d'extension FEM]] avant de lire ce tutoriel.
Dans ce tutoriel, nous allons ajouter l'équation de flux à FreeCAD et implémenter le support pour le solveur Elmer. Assurez-vous d'avoir lu et compris [[Extend_FEM_Module/fr|Module d'extension FEM]] avant de lire ce tutoriel.
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La tâche peut être divisée en quatre parties:
La tâche peut être divisée en quatre parties:
* La première étape consiste à informer l'atelier de travail FEM d'un nouveau type d'équation. Cette étape ne doit être effectuée que si l'équation n'existe pas encore dans FreeCAD (par opposition à une équation qui est déjà dans FreeCAD mais qui n'est pas prise en charge par le solveur cible).
* La première étape consiste à informer l'atelier de travail FEM d'un nouveau type d'équation. Cette étape ne doit être effectuée que si l'équation n'existe pas encore dans FreeCAD (par opposition à une équation qui est déjà dans FreeCAD mais qui n'est pas prise en charge par le solveur cible).
* La deuxième étape consiste à ajouter un objet document concret représentant l’équation spécifique d’Elmer.
* La deuxième étape consiste à ajouter un objet document représentant l’équation spécifique d’Elmer.
* La troisième étape consiste à ajouter un support pour la nouvelle équation à l’objet solveur d’elmer.
* La troisième étape consiste à ajouter la prise en compte de la nouvelle équation dans le solveur d'Elmer.
* Après cela, l'exportation d'analyse d'elmer doit être étendue pour prendre en charge le nouveau type d'équation.
* Après cela, l'exportation d'analyse sous Elmer doit être étendue pour prendre en charge le nouveau type d'équation.


<span id="New_equation_type"></span>
== Nouveau type d'équation ==
== Ajout d'un nouveau type d'équation ==


Dans cette étape, nous allons modifier les fichiers suivants:
Dans cette étape, nous allons modifier le fichier suivant:
* src/Mod/Fem/FemSolver/EquationBase.py
* src/Mod/Fem/PyGui/_CommandFemEquation.py
* src/Mod/Fem/Workbench.cpp
* src/Mod/Fem/Gui/Resources/Fem.qrc
Le type d'équation est partagé entre tous les objets d'équation des différents solveurs. Chaque type a un spécificateur de chaîne (par exemple &quot;Heat&quot;) et une commande dédiée qui ajoute l'équation au solveur sélectionné. Cela permet une interface graphique plus simple dans laquelle nous n’avons qu’un bouton pour l’équation de la chaleur qui est utilisée pour tous les solveurs supportés.


* {{FileName|src/Mod/Fem/femsolver/equationbase.py}}
Ajoutez d’abord la nouvelle équation au module EquationBase. Chaque équation nécessite deux classes. Un proxy de document et un proxy de vue. Copiez-les simplement à partir d'un type d'équation existant et ajustez le chemin de l'icône à l'intérieur de getIcon(self) du proxy de vue.

<pre>class FlowProxy(BaseProxy):
Le type d'équation est partagé entre tous les objets équation des différents solveurs. Chaque type a un spécificateur de chaîne (par exemple, "Heat") et une commande dédiée qui ajoute l'équation au solveur sélectionné. Cela permet une interface graphique plus simple où nous n'avons qu'un seul bouton pour l'équation de chaleur qui est utilisé pour tous les solveurs supportés.

Tout d'abord, ajoutez la nouvelle équation au module {{Incode|equationbase.py}}. Chaque équation nécessite deux classes. Un proxy de document et un proxy de vue. Ces deux classes seront utilisées plus tard comme classes de base pour les classes d'équation spécifiques à Elmer. Il suffit de les copier-coller depuis un type d'équation existant et d'ajuster le chemin de l'icône dans {{Incode|getIcon(self)}} du proxy d'affichage.

{{Code|code=
class FlowProxy(BaseProxy):
pass
pass


class FlowViewProxy(BaseViewProxy):
class FlowViewProxy(BaseViewProxy):
def getIcon(self):
def getIcon(self):
return &quot;:/icons/fem-equation-flow.svg&quot;</pre>
return ":/icons/FEM_EquationFlow.svg"
}}
Ces deux classes seront ensuite utilisées comme classes de base pour les classes d’équations spécifiques d’elmer. En plus de ces classes de base, nous devons créer une nouvelle classe de commandes qui ajoute une équation de flux à l'objet solveur sélectionné. En outre, le nouveau fichier .svg doit être enregistré auprès de <file>icons/fem-equation-flow.svg</file> in Fem.qrc.


<span id="New_Elmer&#039;s_equation_object"></span>
La commande doit être ajoutée au module _CommandFemEquation. Copiez simplement une commande existante et ajustez l'icône, le texte du menu et l'info-bulle dans GetResources(self) ainsi que le spécificateur dans getSpecifier(self). Nous aurons besoin du spécificateur à nouveau plus tard dans le tutoriel. N'oubliez pas d'enregistrer la commande au bas du fichier de module en utilisant la méthode addCommand(...).
== L'objet équation d'Elmer ==
<pre>class Flow(_Base):


Dans cette étape, nous allons modifier le fichier suivant:
def getSpecifier(self):
return &quot;Flow&quot;


* {{FileName|src/Mod/Fem/femsolver/elmer/equations/flow.py}}
def GetResources(self):
return {
'Pixmap': 'fem-equation-flow',
'MenuText': &quot;Flow Equation&quot;,
'ToolTip': &quot;Add flow equation to selected solver.&quot;
}


et ajoutez le nouveau fichier suivant:
Gui.addCommand('FEM_AddEquationFlow', Flow())</pre>
Notre commande nouvellement créée doit toujours être accessible via l'interface graphique de l'atelier de travail FEM. Pour l'ajouter à la barre d'outils, recherchez l'extrait de code suivant dans Workbench.cpp et ajoutez la nouvelle commande au reste des commandes d'équation.
<pre> Gui::ToolBarItem* solve = new Gui::ToolBarItem(root);
solve-&gt;setCommand(&quot;Solve&quot;);
*solve &lt;&lt; &quot;FEM_SolverCalculix&quot;
&lt;&lt; &quot;FEM_AddSolverElmer&quot;
&lt;&lt; &quot;Separator&quot;
&lt;&lt; &quot;FEM_AddEquationHeat&quot;
&lt;&lt; &quot;FEM_AddEquationElasticity&quot;
+ &lt;&lt; &quot;FEM_AddEquationFlow&quot;
&lt;&lt; &quot;Separator&quot;
&lt;&lt; &quot;FEM_SolverControl&quot;
&lt;&lt; &quot;FEM_SolverRun&quot;;</pre>
Nous allons également ajouter la commande d’équation de flux au menu de résolution du plan de travail FEM. Pour ce faire, insérez notre équation dans l'extrait de code suivant dans Workbench.cpp.
<pre> Gui::MenuItem* solve = new Gui::MenuItem;
root-&gt;insertItem(item, solve);
solve-&gt;setCommand(&quot;&amp;Solve&quot;);
*solve &lt;&lt; &quot;FEM_SolverCalculix&quot;
&lt;&lt; &quot;FEM_SolverZ88&quot;
&lt;&lt; &quot;FEM_AddSolverElmer&quot;
&lt;&lt; &quot;Separator&quot;
&lt;&lt; &quot;FEM_AddEquationHeat&quot;
&lt;&lt; &quot;FEM_AddEquationElasticity&quot;
+ &lt;&lt; &quot;FEM_AddEquationFlow&quot;
&lt;&lt; &quot;Separator&quot;
&lt;&lt; &quot;FEM_SolverControl&quot;
&lt;&lt; &quot;FEM_SolverRun&quot;;</pre>


* {{FileName|src/Mod/Fem/ObjectsFem.py}}
== Elmers Equation Object ==
* {{FileName|src/Mod/Fem/CMakeLists.txt}}


Commençons par le module qui implémente l'objet document. Il peut être copié à partir d'une équation existante.
In this step we are going to modify the following files:
* Si la nouvelle équation ne prend en charge que les mots-clés des systèmes '''linéaires''', copiez le module {{incode|femsolver/elmer/equations/elasticity.py}}.
* src/Mod/Fem/CMakeLists.txt
* S'il prend également en charge les mots-clés '''non linéaires''', copiez {{incode|femsolver/elmer/equations/heat.py}}.
* src/Mod/Fem/App/CMakeLists.txt
L'équation de l'écoulement dans Elmer est une équation potentiellement non linéaire. Cela signifie que nous allons focaliser notre travail sur {{incode|heat.py}}.
and add the following new file:
* src/Mod/Fem/FemSolver/Elmer/Equations/Flow.py
Lets start with the module that implements the document object. In can be copied from an existing equation. If the new equation only supports keywords for linear systems copy the FemSolver/Elmer/Equations/Elasticity.py module. If it supports non-linear keywords too copy FemSolver/Elmer/Equations/Heat.py. The flow equation in elmer is a potentially non-linear equation. This means that we are going to base our work on Heat.py.


<span id="Keywords"></span>
After copying Heat.py to Flow.py adjust - the name argument of the create module function, - the Type attribute of the Proxy class, - the base classes of the Proxy and the ViewProxy classes, - and the properties added via the obj.addProperty(..) function to those needed by the equation.
=== Mots-clés ===
<pre>def create(doc, name=&quot;Flow&quot;):

return FemMisc.createObject(
* Si la nouvelle équation ne supporte que les mots-clés pour les systèmes "linéaires", copiez le module {{Incode|femsolver/elmer/equations/elasticity.py}}.
* Si la nouvelle équation supporte les mots-clés pour les systèmes ''linéaires'' et ''non linéaires'', copiez le module {{Incode|femsolver/elmer/equations/heat.py}}.

L'équation du flux dans Elmer est une équation potentiellement non linéaire. Cela signifie que nous allons baser notre travail sur {{Incode|heat.py}}.

<span id="Editing_files"></span>
=== Modification des fichiers ===

Après avoir copié {{incode|heat.py}} dans {{incode|flow.py}}, ajustez
* l’argument name de la fonction create module,
* l’attribut Type de la classe Proxy
* les classes de base des classes {{incode|Proxy}} et {{incode|ViewProxy}}
* ainsi que les propriétés ajoutées via la fonction {{incode|obj.addProperty(..)}} à ceux requis par l'équation.

{{Code|code=
def create(doc, name="'''Flow'''"):
return femutils.createObject(
doc, name, Proxy, ViewProxy)
doc, name, Proxy, ViewProxy)


class Proxy(Nonlinear.Proxy, FemEquation.FlowProxy):
class Proxy(nonlinear.Proxy, equationbase.'''Flow'''Proxy):

Type = &quot;Fem::FemEquationElmerFlow&quot;
Type = "Fem::EquationElmer'''Flow'''"

def __init__(self, obj):
def __init__(self, obj):
super(Proxy, self).__init__(obj)
super(Proxy, self).__init__(obj)
obj.Priority = 10
obj.Priority = 10


class ViewProxy(Nonlinear.ViewProxy, FemEquation.FlowViewProxy):
class ViewProxy(nonlinear.ViewProxy, equationbase.'''Flow'''ViewProxy):
pass</pre>
pass
}}
At the moment of writing this tutorial elmers flow equation doesn't have any special properties. See elmers elasticity equation for an example with properties.


Ensuite, vous devez changer les propriétés ajoutées via la fonction {{Incode|obj.addProperty(..)}} pour celles nécessaires à l'équation.
Last but not least register the new module file (Flow.py) in both CMakeLists.txt files the way descripted in [https://www.freecadweb.org/wiki/Extend_FEM_Module Extend FEM Module]. The suitable lists can be easily found by searching for existing equation modules files of elmer.

Au moment de la rédaction de ce tutoriel, l'équation de flux Elmer n'a aucunes propriétés particulières. Voir l'équation d'élasticité d'Elmer pour un exemple avec des propriétés.

Enfin, il faut enregistrer une définition de '''makeEquationStatcurrent''' dans {{incode|ObjectsFem.py}} en dupliquant une entrée disponible.

Enfin et surtout, enregistrez le nouveau fichier de module ({{incode|flow.py}}) dans les deux fichiers {{incode|src/Mod/Fem/CMakeLists.txt}} comme décrit dans [https://www.freecadweb.org/wiki/Extend_FEM_Module/fr Module d'extension FEM]. Les listes appropriées peuvent être facilement trouvées en recherchant les fichiers de modules d’équations existants d’Elmer.

<span id="Extend_Solver_Object"></span>
== Extension de l'objet du solveur ==

Dans cette étape, nous allons modifier le fichier suivant:

* {{FileName|src/Mod/Fem/femsolver/elmer/solver.py}}

À l'heure actuelle, nous avons informé FreeCAD qu'il existe un nouveau type d'équation et nous avons même ajouté une commande qui ajoute cette équation à l'objet solveur sélectionné. Nous avons également implémenté un objet d'équation concret pour Elmer. Que reste-t-il à faire maintenant pour faire le lien entre Elmer et l'équation de débit. Cela doit être fait directement dans l'objet solveur Elmer.

Enregistrez le module dans lequel nous venons d'implémenter notre nouvel objet équation ({{incode|flow.py}}) avec le spécificateur d'équation de l'étape 1 (&quot;Flow&quot;) dans la liste {{incode|_EQUATIONS}} dans {{incode|elmer/solver.py}}.

{{Code|code=
from .equations import electrostatic
+from .equations import flow

...

_EQUATIONS = {
"Heat": heat,
"Elasticity": elasticity,
+ "Flow": flow,
}
}}

<span id="Extend_writer_object"></span>
== Extension de l'analyse à l'export ==

Dans cette étape, nous allons modifier le fichier suivant:

* {{FileName|src/Mod/Fem/femsolver/elmer/writer.py}}

C'est la partie la plus exigeante de la mise en œuvre d'une nouvelle équation. Ce fichier contient la classe {{incode|Writer}} qui exporte l'analyse au format sif d'Elmer.

Pour chaque équation prise en charge, il existe une série de méthodes gérant l'exportation de l'équation respective. Copiez-les simplement à partir d'une équation existante et ajustez-les à vos besoins. Notre équation de flux utilise les méthodes suivantes:

* {{Incode|_getFlowSolver}}
* {{Incode|_handleFlow}}

Vous devez enregistrer la méthode {{Incode|_handleFlow}} dans la classe {{Incode|Writer}} :

{{Code|code=
class Writer(object):
...
def write(self):
...
self._handleFlow()

...

}}


{{Incode|_handleFlow}} peut contrôler une série d'autres méthodes détaillées. Notre équation de flux utilise les méthodes détaillées suivantes :
== Extend Solver Object ==


* {{Incode|_handleFlowConstants}}
In this step we are going to modify the following file:
* {{Incode|_handleFlowMaterial}}
* src/Mod/Fem/FemSolver/Elmer/Object.py
* {{Incode|_handleFlowInitialVelocity}}
Right now we made FreeCAD aware that there is a new type of equation and even added a command that adds this equation to the selected solver object. We also implemented a concrete equation object for elmer. Whats left to do now it to make the connection beween elmer and the flow equation. This must be done directely in elmers solver object.
* {{Incode|_handleFlowBndConditions}}
* {{Incode|_handleFlowEquation}}


Nous avons maintenant terminé la partie fonction de la nouvelle équation. Ensuite, nous allons connecter la nouvelle équation à travers l'interface graphique.
Register the module in which we just implemented our new equation object (Flow.py) with the equation specifier from step 1 (&quot;Flow&quot;) in the Proxy._EQUATIONS list in Elmer/Object.py.
<pre>_EQUATIONS = {
&quot;Heat&quot;: Equations.Heat,
&quot;Elasticity&quot;: Equations.Elasticity,
+ &quot;Flow&quot;: Equations.Flow,
}</pre>
== Extend Analysis Export ==


<span id="Gui_tool_to_create_an_equation"></span>
In this step we are going to modify the following file:
== Outil de l'interface graphique pour créer une équation ==
* src/Mod/Fem/FemSolver/Elmer/Writer.py
This is the most demaning part of implementing a new equation. This file contains a Writer class which exports the analysis into elmers sif format.


Nous venons de créer une nouvelle classe d'équation. Pour y accéder depuis l'interface graphique FEM, nous devons créer un bouton et le lier à la nouvelle classe d'équation. Voici un tutoriel : [[Add_Button_to_FEM_Toolbar_Tutorial/fr|Tutoriel Ajouter un bouton à la barre d'outils FEM]].
For every supported equation there are a series of methods handling the export of the respective equation. Just copy all of them from an existing equation and adjust them to your needs. Our Flow equation uses the following methods:
* _handleFlow
* _getFlowSolver
* _handleFlowConstants
* _handleFlowBndConditions
* _handleFlowInitial
* _handleFlowBodyForces
* _handleFlowMaterial
* _handleFlowEquation


[[Category:FEM{{#translation:}}]]
{{clear}}
[[Category:Developer Documentation{{#translation:}}]]

Latest revision as of 10:07, 13 January 2024

Tutoriel
Thème
Ajouter des équations FEM
Niveau
Avancé
Temps d'exécution estimé
1 jour
Auteurs
JohnWang
Version de FreeCAD
0.19
Fichiers exemples
None
Voir aussi
None

Introduction

Dans ce tutoriel, nous allons ajouter l'équation de flux à FreeCAD et implémenter le support pour le solveur Elmer. Assurez-vous d'avoir lu et compris Module d'extension FEM avant de lire ce tutoriel.

La tâche peut être divisée en quatre parties:

  • La première étape consiste à informer l'atelier de travail FEM d'un nouveau type d'équation. Cette étape ne doit être effectuée que si l'équation n'existe pas encore dans FreeCAD (par opposition à une équation qui est déjà dans FreeCAD mais qui n'est pas prise en charge par le solveur cible).
  • La deuxième étape consiste à ajouter un objet document représentant l’équation spécifique d’Elmer.
  • La troisième étape consiste à ajouter la prise en compte de la nouvelle équation dans le solveur d'Elmer.
  • Après cela, l'exportation d'analyse sous Elmer doit être étendue pour prendre en charge le nouveau type d'équation.

Ajout d'un nouveau type d'équation

Dans cette étape, nous allons modifier le fichier suivant:

  • src/Mod/Fem/femsolver/equationbase.py

Le type d'équation est partagé entre tous les objets équation des différents solveurs. Chaque type a un spécificateur de chaîne (par exemple, "Heat") et une commande dédiée qui ajoute l'équation au solveur sélectionné. Cela permet une interface graphique plus simple où nous n'avons qu'un seul bouton pour l'équation de chaleur qui est utilisé pour tous les solveurs supportés.

Tout d'abord, ajoutez la nouvelle équation au module equationbase.py. Chaque équation nécessite deux classes. Un proxy de document et un proxy de vue. Ces deux classes seront utilisées plus tard comme classes de base pour les classes d'équation spécifiques à Elmer. Il suffit de les copier-coller depuis un type d'équation existant et d'ajuster le chemin de l'icône dans getIcon(self) du proxy d'affichage.

class FlowProxy(BaseProxy):
    pass

class FlowViewProxy(BaseViewProxy):
    def getIcon(self):
        return ":/icons/FEM_EquationFlow.svg"

L'objet équation d'Elmer

Dans cette étape, nous allons modifier le fichier suivant:

  • src/Mod/Fem/femsolver/elmer/equations/flow.py

et ajoutez le nouveau fichier suivant:

  • src/Mod/Fem/ObjectsFem.py
  • src/Mod/Fem/CMakeLists.txt

Commençons par le module qui implémente l'objet document. Il peut être copié à partir d'une équation existante.

  • Si la nouvelle équation ne prend en charge que les mots-clés des systèmes linéaires, copiez le module femsolver/elmer/equations/elasticity.py.
  • S'il prend également en charge les mots-clés non linéaires, copiez femsolver/elmer/equations/heat.py.

L'équation de l'écoulement dans Elmer est une équation potentiellement non linéaire. Cela signifie que nous allons focaliser notre travail sur heat.py.

Mots-clés

  • Si la nouvelle équation ne supporte que les mots-clés pour les systèmes "linéaires", copiez le module femsolver/elmer/equations/elasticity.py.
  • Si la nouvelle équation supporte les mots-clés pour les systèmes linéaires et non linéaires, copiez le module femsolver/elmer/equations/heat.py.

L'équation du flux dans Elmer est une équation potentiellement non linéaire. Cela signifie que nous allons baser notre travail sur heat.py.

Modification des fichiers

Après avoir copié heat.py dans flow.py, ajustez

  • l’argument name de la fonction create module,
  • l’attribut Type de la classe Proxy
  • les classes de base des classes Proxy et ViewProxy
  • ainsi que les propriétés ajoutées via la fonction obj.addProperty(..) à ceux requis par l'équation.
def create(doc, name="'''Flow'''"):
    return femutils.createObject(
        doc, name, Proxy, ViewProxy)

class Proxy(nonlinear.Proxy, equationbase.'''Flow'''Proxy):

    Type = "Fem::EquationElmer'''Flow'''"

    def __init__(self, obj):
        super(Proxy, self).__init__(obj)
        obj.Priority = 10

class ViewProxy(nonlinear.ViewProxy, equationbase.'''Flow'''ViewProxy):
    pass

Ensuite, vous devez changer les propriétés ajoutées via la fonction obj.addProperty(..) pour celles nécessaires à l'équation.

Au moment de la rédaction de ce tutoriel, l'équation de flux Elmer n'a aucunes propriétés particulières. Voir l'équation d'élasticité d'Elmer pour un exemple avec des propriétés.

Enfin, il faut enregistrer une définition de makeEquationStatcurrent dans ObjectsFem.py en dupliquant une entrée disponible.

Enfin et surtout, enregistrez le nouveau fichier de module (flow.py) dans les deux fichiers src/Mod/Fem/CMakeLists.txt comme décrit dans Module d'extension FEM. Les listes appropriées peuvent être facilement trouvées en recherchant les fichiers de modules d’équations existants d’Elmer.

Extension de l'objet du solveur

Dans cette étape, nous allons modifier le fichier suivant:

  • src/Mod/Fem/femsolver/elmer/solver.py

À l'heure actuelle, nous avons informé FreeCAD qu'il existe un nouveau type d'équation et nous avons même ajouté une commande qui ajoute cette équation à l'objet solveur sélectionné. Nous avons également implémenté un objet d'équation concret pour Elmer. Que reste-t-il à faire maintenant pour faire le lien entre Elmer et l'équation de débit. Cela doit être fait directement dans l'objet solveur Elmer.

Enregistrez le module dans lequel nous venons d'implémenter notre nouvel objet équation (flow.py) avec le spécificateur d'équation de l'étape 1 ("Flow") dans la liste _EQUATIONS dans elmer/solver.py.

from .equations import electrostatic
+from .equations import flow

...

_EQUATIONS = {
    "Heat": heat,
    "Elasticity": elasticity,
+    "Flow": flow,
}

Extension de l'analyse à l'export

Dans cette étape, nous allons modifier le fichier suivant:

  • src/Mod/Fem/femsolver/elmer/writer.py

C'est la partie la plus exigeante de la mise en œuvre d'une nouvelle équation. Ce fichier contient la classe Writer qui exporte l'analyse au format sif d'Elmer.

Pour chaque équation prise en charge, il existe une série de méthodes gérant l'exportation de l'équation respective. Copiez-les simplement à partir d'une équation existante et ajustez-les à vos besoins. Notre équation de flux utilise les méthodes suivantes:

  • _getFlowSolver
  • _handleFlow

Vous devez enregistrer la méthode _handleFlow dans la classe Writer :

class Writer(object):
...
    def write(self):
...
        self._handleFlow()

...

_handleFlow peut contrôler une série d'autres méthodes détaillées. Notre équation de flux utilise les méthodes détaillées suivantes :

  • _handleFlowConstants
  • _handleFlowMaterial
  • _handleFlowInitialVelocity
  • _handleFlowBndConditions
  • _handleFlowEquation

Nous avons maintenant terminé la partie fonction de la nouvelle équation. Ensuite, nous allons connecter la nouvelle équation à travers l'interface graphique.

Outil de l'interface graphique pour créer une équation

Nous venons de créer une nouvelle classe d'équation. Pour y accéder depuis l'interface graphique FEM, nous devons créer un bouton et le lier à la nouvelle classe d'équation. Voici un tutoriel : Tutoriel Ajouter un bouton à la barre d'outils FEM.