开源有限元分析软件-Elmer FEM 开发教程（6）自定义求解器和模型

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6.1 引言

在掌握了 Elmer FEM 的基本操作和模拟流程后，您可能需要针对特定问题开发自定义求解器或模型，以满足更复杂的物理需求或研究目标。Elmer FEM 提供了一个高度灵活的框架，允许用户通过 Fortran 语言编写自定义模块，并将其无缝集成到模拟环境中。本章将详细介绍如何创建和集成自定义求解器和模型，包括编写 Fortran 代码、编译模块以及在 .sif 文件中配置这些模块。无论您是初学者还是经验丰富的开发者，本章都将提供清晰的步骤和实用示例，帮助您扩展 Elmer FEM 的功能。

6.2 自定义求解器的基础

Elmer FEM 的求解器模块通常使用 Fortran 编写，并遵循特定的结构和接口规范。自定义求解器可以用来解决新的物理问题，或者对现有求解器的行为进行修改和优化。以下是创建自定义求解器的基本步骤：

编写 Fortran 模块
创建一个包含求解器逻辑的 Fortran 文件（.F90），确保其符合 Elmer 的模块结构要求。
编译模块
将 Fortran 代码编译为共享库（.so 文件），以便 ElmerSolver 能够动态加载。
在 .sif 文件中引用
在模拟的 .sif 文件中配置 Solver 部分，指定自定义模块的路径和名称。

6.2.1 Fortran 模块结构

一个典型的 Elmer 求解器模块包含以下关键子程序：

初始化子程序 (_Init)：在模拟开始时调用，用于设置初始参数和变量。
主求解子程序：实现求解逻辑的核心部分，通常是模块的主要功能。
后处理子程序 (_AfterSolve)：在求解完成后调用，用于结果处理或资源清理。

以下是一个简单求解器模块的模板：

MODULE MyCustomSolver
  USE DefUtils
  IMPLICIT NONE
CONTAINS
  SUBROUTINE MyCustomSolver_Init(Model, Solver, dt, TransientSimulation)
    TYPE(Model_t) :: Model
    TYPE(Solver_t), POINTER :: Solver
    REAL(KIND=dp) :: dt
    LOGICAL :: TransientSimulation
    ! 初始化代码，例如设置默认参数
  END SUBROUTINE MyCustomSolver_Init

  SUBROUTINE MyCustomSolver(