FEM SolverElmer/pl: Difference between revisions

From FreeCAD Documentation
(Created page with "==Równania==")
(Created page with "* Aby przeprowadzić analizę danego typu zjawiska fizycznego, potrzebne jest równanie (przepływowe, cieplne, elektrostatyczne...) * Uściślenie: Określenie ''równanie'' jest używane we FreeCAD do pisania różnych zjawisk fizycznych, określenie ''Solver'' jest używane we wszystkich dokumentach Elmera. Więc jeśli używane jest "równanie przepływu" to w rzeczywistości Elmer korzysta z "solvera przepływowego" do znalezienia rozwiązania równań Naviera-Stoke...")
Line 68: Line 68:
==Równania==
==Równania==


* Aby przeprowadzić analizę danego typu zjawiska fizycznego, potrzebne jest równanie (przepływowe, cieplne, elektrostatyczne...)
* To perform the analysis of a particular physical behavior, an Equation must be used (Flow, Heat, Electrostatics...)
* Uściślenie: Określenie ''równanie'' jest używane we FreeCAD do pisania różnych zjawisk fizycznych, określenie ''Solver'' jest używane we wszystkich dokumentach Elmera. Więc jeśli używane jest "równanie przepływu" to w rzeczywistości Elmer korzysta z "solvera przepływowego" do znalezienia rozwiązania równań Naviera-Stokesa.
* 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.
* Można używać jednego lub wielu równań jednocześnie poprzez dodanie obiektu równania pod obiektem SolverElmer, co skutkuje przeprowadzeniem analizy sprzężonej:
* 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:


# Click on the {{KEY|[[Image:FEM_SolverElmer.svg|22px]] SolverElmer}} object in the model [[Tree_view|tree view]]
# Click on the {{KEY|[[Image:FEM_SolverElmer.svg|22px]] SolverElmer}} object in the model [[Tree_view|tree view]]

Revision as of 21:56, 20 November 2023

Solver Elmer

Lokalizacja w menu
Solver → Solver Elmer
Środowisko pracy
MES
Domyślny skrót
S E
Wprowadzono w wersji
-
Zobacz także
Konfiguracja solvera Elmer, Narzędzia CalculiX, Solver Z88, Poradnik MES

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

  • ElmerGrid to interfejs obsługujący siatki
  • ElmerSolver obsługuje obliczenia.

Istnieją niezależne programy do obu tych zastosowań, ale ich instalacja i użycie są poza zakresem integracji z FreeCAD.

  1. Pobierz i zainstaluj wersję najbardziej pasującą do Twojego systemu operacyjnego (Windows lub Linux). Zalecana jest instalacja wersji mpi, aby móc skorzystać ze wsparcia dla obliczeń równoległych (dostępne w wersji 0.21).
  2. We FreeCAD przejdź do Edycja → Preferencje → MES → Elmer
  3. We właściwościach MES ustaw poprawną ścieżkę dla ElmerGrid i ElmerSolver, lub wersja 0.21 i powyżej: ustaw ścieżkę dla ElmerSolver_mpi zamiast ElmerSolver aby Elmer korzystał ze wszystkich dostępnych rdzeni procesora.
    Zakładka Elmera w preferencjach MES

    Menu dialogowe Elmera pokazujące pola do zlokalizowania ważnych plików wykonywalnych Elmera dla systemu Windows

Elmer jest gotowy do użycia we FreeCAD.

wersja 0.19 i poniżej: Uruchom FreeCAD i zmień układ jednostek na MKS w preferencjach. Zobacz Uwagi.

Użycie

  1. Przełącz się na środowisko pracy MES
  2. Utwórz kontener analizy poprzez wciśnięcie przycisku .
  3. Dodaj solver Elmer, wciskając przycisk .
    • Uwaga: Poprawnie zdefiniowana analiza wymaga co najmniej Modelu (2D lub 3D), Materiału (płynu lub ciała stałego),siatki, równań i warunków brzegowych

    Przykład widoku drzewa po dodaniu solvera Elmer

  4. Edytuj parametry solvera w edytorze właściwości, w zakładce Dane obiektu SolverElmer w widoku drzewa
  5. Dwukrotnie kliknij na obiekcie SolverElmer aby przygorować analizę do uruchomienia

    Okno dialogowe do uruchomienia analizy przy pomocy solvera Elmer

  6. Wybierz ścieżkę do zapisania analizy wciskając przycisk ...
  7. Wciśnij przycisk Zapisz aby zapisać pliki analizy w wybranym wcześniej katalogu
  8. Wciśnij przycisk Uruchom aby rozpocząć obliczenia

Równania

  • Aby przeprowadzić analizę danego typu zjawiska fizycznego, potrzebne jest równanie (przepływowe, cieplne, elektrostatyczne...)
  • Uściślenie: Określenie równanie jest używane we FreeCAD do pisania różnych zjawisk fizycznych, określenie Solver jest używane we wszystkich dokumentach Elmera. Więc jeśli używane jest "równanie przepływu" to w rzeczywistości Elmer korzysta z "solvera przepływowego" do znalezienia rozwiązania równań Naviera-Stokesa.
  • Można używać jednego lub wielu równań jednocześnie poprzez dodanie obiektu równania pod obiektem SolverElmer, co skutkuje przeprowadzeniem analizy sprzężonej:
  1. Click on the SolverElmer object in the model tree view
  2. Select one ore several of the available equations:

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.)

introduced in version 0.21:

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:

Notes

  • Important: in order to get sensible results and to be able to exchange the Elmer input files (named case.sif) with others, all values in the input files must be in SI units. In FreeCAD version 0.19 and earlier this is only the case if you use the unit scheme MKS in the preferences.
  • Parameters for the Solver and for the Equations are independently set through the Property editor Data tab of their respective objects in the tree view.
  • Each equation will have a priority, for example, if trying see the effect of a convective flow of hot air, the equation for Flow should be solved with higher priority than Heat, otherwise the solver will first solve Heat through conduction and then Flow.
  • 2D vs 3D cases: Elmer can be used to solve both 2D and 3D cases. However, when defining a 2D case, the faces need to be mapped in the XY plane of FreeCAD, otherwise the solver will try to compute a 3D case on a face, and normal vectors will be under-defined. Further information can be found in the FreeCAD forums: https://forum.freecadweb.org/viewtopic.php?f=18&t=48175

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.