开源有限元分析软件-Elmer FEM 开发教程（7）与其他工具集成

最新推荐文章于 2025-05-27 11:37:55 发布

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#开源软件 #有限元 #Elmer #有限元分析

7.1 引言

Elmer FEM 是一个强大的多物理场有限元分析工具，通过与其他软件和工具的集成，可以显著扩展其功能和应用场景。常见的集成对象包括：

网格生成工具：如 Gmsh，用于生成复杂几何的网格。
数据分析工具：如 MATLAB 和 Python，用于参数化研究和后处理。
可视化工具：如 ParaView，用于结果展示。

本章将详细说明如何实现这些集成，提供清晰的步骤和实用示例，适合初学者和高级用户。

7.2 与 Gmsh 集成

Gmsh 是一个开源的网格生成工具，广泛用于有限元分析的预处理。Elmer FEM 支持从 Gmsh 导入网格并转换为其内部格式。

集成步骤

在 Gmsh 中生成网格
使用 Gmsh 创建几何模型并生成网格，保存为 .msh 文件。
转换为 Elmer 格式
使用 ElmerGrid 工具将 .msh 文件转换为 Elmer 可用的格式。
在 Elmer 中使用网格
在 Elmer 的 .sif 文件中引用转换后的网格。

示例：从 Gmsh 导入网格

以下是一个简单的矩形网格生成和导入流程：

创建 Gmsh 脚本
创建文件 rect.geo：

Point(1) = {0, 0, 0, 1.0};
Point(2) = {1, 0, 0, 1.0};
Point(3) = {1, 1, 0, 1.0};
Point(4) = {0, 1, 0, 1.0};
Line(1) = {1, 2};
Line(2) = {2, 3};
Line(3) = {3, 4};
Line(4) = {4, 1};
Line Loop(5) = {1, 2, 3, 4};
Plane Surface(6) = {5};
Physical Surface("Domain") = {6};
Physical Line("Left") = {4};
Physical Line("Right") = {2};

生成网格
在终端运行：
```
gmsh rect.geo -2 -o rect.msh
```
转换为 Elmer 格式
使用 ElmerGrid：
```
ElmerGrid 14 2 rect.msh -out rect_mesh
```
- 14 表示 Gmsh 输入格式。
- 2 表示 Elmer 输出格式。
- -out rect_mesh 指定输出目录。
在 .sif 文件中引用
在 .sif 文件中添加：
```
Header
  Mesh DB "rect_mes
```