Add FEM Equation Tutorial/de

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Tutorium
Thema
FEM Gleichung hinzufügen
Niveau
Fortgeschritten
Zeit zum Abschluss
1 Tag
Autoren
JohnWang
FreeCAD-Version
0.19
Beispieldateien
None
Siehe auch
None

Einleitung

In dieser Anleitung werden wir FreeCAD die Gleichung Strömung (Flow) hinzufügen und die Unterstützung für den Löser Elmer implementieren. Bitte stelle sicher, dass du FEM-Modul erweitern gelesen und verstanden hast, bevor du diese Anleitung liest.

Die Aufgabe kann in fünf Teile aufgeteilt werden.

Neuer Gleichungstyp

In diesem Schritt werden wir die folgende Datei modifizieren:

Der Gleichungstyp wird von allen Gleichungsobjekten der verschiedenen Löser gemeinsam verwendet. Jeder Typ hat einen Zeichenfolgenspezifizierer (z.B. "Heat") und einen zugeordneten Befehl, der die Gleichung dem ausgewählten Gleichungslöser hinzufügt. Dies ermöglicht eine einfachere GUI, bei der wir nur eine Schaltfläche für die Wärmegleichung haben, die für alle unterstützten Löser verwendet wird.

Füge zuerst die neue Gleichung zum equationbase.py-Modul hinzu. Jede Gleichung erfordert zwei Klassen, ein Dokument-Proxy und ein Ansicht-Proxy. Diese zwei Klassen werden später als Basisklassen für die Elmer-spezifischen Gleichungsklassen benutzt. Kopiere sie einfach von einem existierenden Gleichungstyp und passe den Icon-Pfad in getIcon(self) des Ansicht-Proxy an. 

class FlowProxy(BaseProxy):
    pass

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

Neues Elmers Gleichungs Objekt

In diesem Schritt werden wir das Dokumentobjekt implementieren. Wir müssen eine neue Datei flow.py hinzufügen unter:

und die folgenden Dateien ändern:

Beginnen wir dem Hinzufügen der neuen Datei flow.py. Diese Datei kann aus einer bestehenden Gleichung kopiert werden.

Schlüsselwörter

Die Strömungsgleichung ist eine potenziell nicht-lineare Gleichung. Das bedeutet, dass unsere Arbeit auf heat.py basieren wird.

Dateien bearbeiten

Nach dem Kopieren von heat.py nach flow.py passe letztere Datei an folgenden Stellen an: 

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

Dann musst du die über die obj.addProperty(..)-Funktion hinzugefügten Eigenschaften auf die von der Gleichung benötigten anpassen.

Zum Zeitpunkt des Schreibens dieses Tutoriums hat die Elmer-Strömungsgleichung keine besonderen Eigenschaften. Siehe Elmer-Elastizitätsgleichung für ein Beispiel mit Eigenschaften.

Schließlich muss man eine makeEquationFlow-Definition in src/Mod/Fem/ObjectsFem.py durch Duplizieren eines verfügbaren Eintrags registrieren.

FreeCAD benutzt make zur Erstellung des Programms. Deshalb müssen wir die neue Moduldatei (flow.py) in src/Mod/Fem/CMakeLists.txt registrieren, wie in FEM Modul erweitern beschriebenen. Die passenden Listen lassen sich leicht finden, indem man nach vorhandenen Gleichungsmoduldateien von Elmer sucht.

Löser Objekt erweitern

In diesem Schritt werden wir die folgenden Dateien modifizieren:

Gerade jetzt haben wir FreeCAD darauf aufmerksam gemacht, dass es einen neuen Gleichungstyp gibt, und sogar einen Befehl hinzugefügt, der diese Gleichung dem ausgewählten Löserobjekt hinzufügt. Wir haben auch ein konkretes Gleichungsobjekt für Elmer implementiert. Was jetzt noch zu tun bleibt, ist die Verbindung zwischen Elmer und der Strömungsgleichung herzustellen. Dies muss direkt im Elmer-Lösungsobjekt erfolgen.

Registriere das Modul, in dem wir gerade unser neues Gleichungsobjekt (flow.py) implementiert haben, mit dem Gleichungsspezifizierer aus Schritt 1 ("Flow") in der _EQUATIONS Liste in elmer/solver.py. 

from .equations import electrostatic
+from .equations import flow

...

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

Schreiber Objekt erweitern

In diesem Schritt werden wir die folgende Datei modifizieren:

Diese Datei enthält die Klasse Writer, die die Analyse in das Elmer-SIF Format exportiert.

Für jede unterstützte Gleichung gibt es zwei Methoden für den Export der jeweiligen Gleichung. Kopiere einfach alle von einer bestehenden Gleichung und passe sie an deine Bedürfnisse an.

Du musst die _handleFlow-Methode in der Writer-Klasse registrieren: 

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

...

_handleFlow kann eine Reihe weiterer detaillierter Methoden kontrollieren. Unsere Fließ-Gleichung benutzt die folgenden detaillierten Methoden:

Nun haben wir den Funktionsteil der neuen Gleichung beendet. Nun werden wir die neue Gleichung an die GUI anbinden.

GUI Werkzeug zum Erstellen einer Gleichung

Wir haben gerade eine neue Gleichungsklasse erstellt. Um sie über die FEM-GUI anzusprechen, müssen wir eine Schaltfläche erstellen und sie mit der neuen Gleichungsklasse verbinden. Hier ist ein Tutorium: Tutorium Schaltfläche zur FEM Werkzeugleiste hinzufügen.