Extend FEM Module/pl

Other languages:
Ćwiczenie
Temat
MES
Poziom trudności
Średnio zaawansowany
Czas wykonania
1 godzina
Autorzy
M42kus
Wersja FreeCAD
0.17
Pliki z przykładami
Nie dołączono
Zobacz również
-

Środowisko pracy MES obsługuje już wiele różnych wiązań i kilka solwerów. Mimo to użytkownicy często potrzebują więzów, które nie są jeszcze obsługiwane przez FreeCAD. Ta strona jest punktem wyjścia do serii samouczków i innych zasobów opisujących, jak rozszerzyć środowisko pracy MES przy użyciu istniejącej struktury. Chociaż ta seria może okazać się pomocna również dla programistów, ideą jest umożliwienie użytkownikom MES, którzy interesują się kodowaniem w Pythonie, możliwości samodzielnego dodawania potrzebnych rzeczy.

Dodawanie nowych wiązań, równań lub solwerów to w większości rutynowa praca. Ale zrobienie tego po raz pierwszy nie będzie tak łatwe, jak mogłoby się wydawać. Zrozumienie poniższych tematów okaże się pomocne:

System kompilacji (cmake)

System kompilacji musi zostać zmodyfikowany niezależnie od tego, które obiekty zostaną dodane do środowiska pracy MES. Każdy moduł (plik) Python musi zostać zarejestrowany. Środowisko pracy FEM wymaga zarejestrowania każdego nowego modułu Python w Mod/Fem/CMakeLists.txt. Jest to niezależne od typu modułu Python (GUI lub non-GUI). To, gdzie dokładnie moduł musi zostać wstawiony, zależy od jego roli. Solwer, równania i ograniczenia używają różnych list. Wyszukiwanie podobnych plików i wstawianie nowego pliku do tej samej listy działa przez większość czasu.

Jako przykład dodajmy nowe wiązanie o nazwie pressure, które jest związane z równaniem przepływu. Tak więc, FlowPressure będzie powszechnie używane jako <nazwa> dla tego wiązania. Nowe ograniczenie wymaga co najmniej następujących nowych modułów:

Te trzy pliki muszą zostać dodane do Mod/Fem/CMakeLists.txt, a także Mod/Fem/App/CMakeLists.txt. Wszystkie dodane linie kodu są oznaczone znakiem + na początku.

Mod/Fem/CMakeLists.txt 

SET(FemObjects_SRCS
    femobjects/__init__.py
    femobjects/base_fempythonobject.py
    femobjects/constraint_bodyheatsource.py
    femobjects/constraint_electrostaticpotential.py
    femobjects/constraint_flowvelocity.py
    femobjects/constraint_initialflowvelocity.py
+   femobjects/constraint_initialflowpressure.py
    femobjects/constraint_selfweight.py
...
    femobjects/solver_ccxtools.py
)
...
SET(FemGuiViewProvider_SRCS
    femviewprovider/__init__.py
    femviewprovider/view_base_femconstraint.py
    femviewprovider/view_base_femobject.py
    femviewprovider/view_constraint_bodyheatsource.py
    femviewprovider/view_constraint_electrostaticpotential.py
    femviewprovider/view_constraint_flowvelocity.py
+   femviewprovider/view_constraint_flowpressure.py
    femviewprovider/view_constraint_initialflowvelocity.py
    femviewprovider/view_constraint_selfweight.py
...
    femviewprovider/view_solver_ccxtools.py
)

Organizacja źródła

Do organizacji kodu Python moduł MES wykorzystuje następujące podejście. Moduł jest podzielony na następujące pakiety:

Jeden pakiet nie jest zgodny z tym wzorcem: femsolver. Ma on swoje miejsce na tym samym poziomie co femobjects i femguiobjects (src/Mod/Fem/femsolver). Pakiet zawiera pakiety i moduły związane z solwerem i równaniami i jest zorganizowany w następujący sposób: 

.femsolver
.femsolver.elmer
.femsolver.elmer.equations
.femsolver.calculix
.femsolver.calculix.equations
.femsolver.z88
.femsolver.z88.equations

Solwer

W FreeCAD solwer można podzielić na dwie części:

Większość plików związanych z solwerem znajduje się w pakiecie podrzędnym pakietu femsolver (np. dla Elmera w femsolver/elmer). Poniższa lista wylicza wszystkie pliki związane z implementacją solwera. Są to pliki, które należy skopiować i zmodyfikować, aby dodać obsługę nowego solwera do FreeCAD. Podany przykład pochodzi z implementacji solwera Elmer.

Równania

Równanie reprezentuje określoną fizykę, która powinna być brana pod uwagę podczas rozwiązywania analizy (np. Przepływ, Ciepło). Nie wszystkie solwery w FreeCAD obsługują (wszystkie) równania. Równania są reprezentowane przez obiekty podrzędne odpowiedniego obiektu solwera. W widoku drzewa wygląda to następująco:

Większość opcji specyficznych dla solwera (np. maksymalna liczba iteracji, metoda rozwiązywania itp.) jest ustawiana za pomocą obiektów równań. Jedną z konsekwencji tego jest to, że każdy solwer musi mieć własną implementację "tego samego" równania. CalculiX miałby inny obiekt Heat niż Elmer. Aby uniknąć posiadania wielu przycisków dla tej samej fizyki w GUI, każdy obiekt solwera sam dodaje swoje równania.

Rzeczywistą implementację można podzielić na część ogólną i część specyficzną dla solwera. Część ogólna znajduje się w module femsolver.equationbase. Część specyficzna dla solwera znajduje się w poszczególnych pakietach Equations pakietów solwera (np. femsolver/elmer/equations).

Dodanie nowych równań do Elmera powinno być bardzo proste. Dla początkujących istnieje poradnik, który pokazuje, jak dodać nowe równanie do Elmera poprzez dodanie istniejącego solwera sprężystości do FreeCAD: Poradnik: Dodawanie równań w środowisku MES.

Wiązania

Wiązania definiują warunki brzegowe dla problemu, który ma zostać rozwiązany. W FreeCAD wiązania nie są specyficzne dla konkretnego solwera. Konfiguracja problemu może być rozwiązana przez wszystkie solwery, które obsługują wszystkie warunki w analizie.

Dodawanie nowych wiązań jest dość proste. Dla początkujących dostępny jest poradnik: Poradnik: Dodawanie wiązań w środowisku MES