FreeCAD FEM (Elmer 인터페이스) 총괄

준비
FreeCAD 버 전: pre0.19 (사전 발표 판) Elmer 버 전: 8.4 (MPI 버 전)http://www.elmerfem.org/blog/binaries/ gmsh: freecad 자체 4.5.6 버 전 paraview: 5.4.1 Elmer 튜 토리 얼:http://www.nic.funet.fi/pub/sci/physics/elmer/slides/ElmerCourseWarsaw2014October/ freecad 의 release note 를 보면 앞으로 FEM 모듈 에 대한 개발 은 주로 구조 역학 시 뮬 레이 션 을 위주 로 할 것 이다. 기본 적 인 지원 구 해 기 는 caulix 이 고 이 구 해 기 는 freecad 에서 가장 오래 존재 하기 때문에 더 많은 검 사 를 받 았 다. 버 전이 안정 적 이 고 Elmer 와 z88 구 해 기 를 지원 한다. 각 유한 원 의 구 해 기 를 비교 해 보면 caulixElmer 와 개발 이 활발 한 편 이다. z88 너무 작 아서 아무것도 할 수 없다 고 느낀다. Caculix 주로 기계 역학 시 뮬 레이 션 을 지원 한다. 공식 문서 에 전열, 정전기 학 등 PDE 문 제 를 해결 할 수 있다 고 설명 하지만 관련 예 를 찾 지 못 했다. 도움말 문서 도 우호 적 이지 않 고 계승 FreeCAD중의 caulix 는 세 가지 기계 모델 을 지원 합 니 다. Static, Frequency 와 Thermal Mechanical 입 니 다. 필자 도 기계 전공 출신 이 아 닙 니 다. 여 기 는 더 이상 소개 하지 않 겠 습 니 다. 다음은 주로 Elmer 해법 기 인 터 페 이 스 를 소개 합 니 다.
Linux 시스템 이 라면 apt 소스 설치 (Ubuntu 18.04) 또는 자신의 소스 코드 를 수 동 으로 컴 파일 할 수 있 습 니 다. 상세 한 과정 은 필자 가 제기 한 issue 토론 을 볼 수 있 습 니 다.https://github.com/ElmerCSC/elmerfem/issues/225 , Ubuntu 20.04 버 전에 서 원본 코드 컴 파일 Elmer 의 튜 토리 얼, 새로운 버 전 ElmerGUI화면 이 이전 보다 우호 적 입 니 다. 주의해 야 할 것 은 새 버 전의 결과 시각 화 vut 형식 을 사용 하여 시각 화 paraview 를 하 는 것 입 니 다. ElmerPost 모든 발행 판 에서 지원 되 지 않 고 ElmerVTK 도 버 릴 것 입 니 다. VTK 로 시각 화 하려 면 수정 sip 파일 이 필요 합 니 다. Post File = case.vtu 을 Post File = case.ep 로 바 꾸 고 다시 가 져 오기 ep파일 을 분석 합 니 다. paraview 실행 가능 한 파일 경 로 는 시스템 환경 변수 나 이 소프트웨어 를 수 동 으로 열 고 vtu 파일 을 가 져 와 시각 적 분석 을 할 수 있 습 니 다.
2 FEM 모델 링
이 절 차 는 일반적인 모델 링 방식 과 마찬가지 로 모델 구축, 유한 원 분석 - 선택 재료 - 그리드 화 - 경계 조건 (제약, 시 력, 열 통 량, 전력 등) 을 설정 하고 정역학 분석 을 예 로 들 어 다음 그림 과 같은 모델 을 구축한다.
새 버 전에 서 재 료 를 설정 하 는 것 이 편리 하고 대량의 재료 파라미터 가 내장 되 어 있 으 며 matweb 사이트 에서 자신 이 원 하 는 재료 파 라 메 터 를 검색 한 다음 에 편집 할 수 있 습 니 다.
마지막 으로 Elmer 구 해 기 를 설정 하고 유한 원 시 뮬 레이 션 모델 설정 이 완 료 된 후에 을 클릭 한 다음 에 탄성 역학 방정식 을 선택 하면 됩 니 다. 물론 Elmer 해법 기 는 정전기 마당 유한 원 방정식, 유체 유한 원 방정식, fluxsolver 유한 원 방정식 (? 모 르 겠 음) 도 지원 합 니 다.그리고 열 을 전도 하 는 유한 원 방정식 은 한 사람 이 이러한 기능 이 완선 되 지 않 고 해당 하 는 튜 토리 얼 도 없다 고 느낀다. 하나의 대체 방안 은 freecad 에서 unv 격자 (ElmerGUI 에서 step 파일 을 가 져 온 다음 에 격자 구분 프로그램 을 하면 쉽게 무 너 지고 ElmerGUI 의 bug 로 추정 된다) 를 생 성 한 다음 에 ElmerGUI 에서 가 져 와 각종 물리 장의 모델 링 분석 을 하 는 것 이다.
3. 시 뮬 레이 션 계산
계산 하기 전에 freecad 에 게 elmer 구 해 기 위 치 를 알려 야 합 니 다. 앞의 단계 가 완 료 된 후에 구 해 기 파 라 메 터 를 설정 합 니 다. 보통 기본 값 을 선택 하면 됩 니 다. 그리고 Elmer Solver 를 두 번 클릭 하여 파일 을 기록 하고 시 뮬 레이 션 을 실행 합 니 다. 마지막 등 구 해 가 완 료 됩 니 다.
4. 결과 시각 화
실행 이 끝 난 후 2 개의 파일 을 얻 었 습 니 다. 화살표 가 가리 키 는 그 파일 은 시각 적 분석 을 위 한 것 입 니 다. 더 블 클릭 으로 보 세 요. 앞에서 말 했 듯 이 elmer 가 얻 은 결 과 는 사실 vtu 파일 입 니 다. 그런데 이 파일 은 어디 에 있 습 니까? 사실은 간단 합 니 다. 앞에서 파일 을 쓰 는 단계 에서 파일 이 어느 폴 더 에 저 장 될 지 알려 주 었 습 니 다. 이 경 로 를 열 면 우리 가 필요 로 하 는 파일 을 볼 수 있 습 니 다. case. sif 는 elmer 의 프로그램 파일 입 니 다. 마법사, 재료, 경계 조건 을 정의 합 니 다. 즉, FreeCAD 에서 의 설정 은 최종 적 으로 Elmer 에 적합 한 .sif 으로 전 환 됩 니 다.파일; case t0001. vtu 는 elmer 가 얻 은 결과 파일 입 니 다. vtu 파일 은 paraview 로 열 수 있 습 니 다. 물론 freecad 로 도 열 수 있 습 니 다. 앞 과 보 여 주 었 습 니 다. mesh. unv 는 freecad 가 앞 에 생 성 된 격자 파일 (gmsh 또는 netgen 생 성) 을 elmer 격자 파일 로 변환 합 니 다.
우 리 는 paraview 를 선택 하여 case t0001. vtu: 를 열 었 습 니 다. 당황 하지 마 세 요. Property 의 apply 단 추 를 누 르 면 시각 화 된 결과 와 표현 형식 을 선택 하면 결 과 를 볼 수 있 습 니 다. 자, 잠시 정리 하 겠 습 니 다. 추 후 계속 보충 할 필요 가 있 습 니 다.