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绪论1

上篇 语 言篇5

第1章 微分方程表达式描述语言5

1.1 PDE文件编写5

1.1.1 DEFI信息段6

1.1.2 FUNC信息段10

1.1.3 STIF信息段11

1.1.4 MASS信息段12

1.1.5 DAMP信息段12

1.1.6 LOAD信息段13

1.1.7插入Fortran源程序13

1.1.8例题17

1.2 CDE文件编写18

1.2.1 DEFI信息段18

1.2.2 FUNC信息段20

1.2.3 STIF信息段21

1.2.4 MASS信息段21

1.2.5 DAMP信息段22

1.2.6 LOAD信息段23

1.2.7插入Fortran源程序23

1.2.8例题24

1.3 VDE文件编写25

1.3.1向量和矩阵说明语句25

1.3.2 ARRAY说明语句26

1.3.3张量运算表达式26

1.3.4例题28

1.4 FDE文件编写31

1.4.1 FDE文件编写形式31

1.4.2 FVECT与FMATR语句31

1.4.3 @1算子语句32

1.4.4常用＠1算子库32

1.4.5 @a算子语句34

1.4.6 @w算子语句35

1.4.7@ s算子语句35

1.4.8@ r算子语句35

1.4.9例题36

1.5 FBC文件编写37

1.6 GES文件编写37

1.6.1 GES文件结构38

1.6.2 GES文件编写规则39

1.6.3例题57

1.6.4单元子程序58

1.7 GLT文件编写60

1.7.1 DEFI信息段60

1.7.2 VART信息段62

1.7.3插入Fortran源程序62

1.8有限体积法程序编写63

1.8.1 GVS文件结构64

1.8.2 GVS文件编写规则65

1.8.3 FVS文件编写规则67

1.8.4有限体积程序基本流程69

1.8.5例题70

1.8.6几种类型单元FVS文件78

第2章 单物理场算法描述语言94

2.1 NFE文件结构94

2.2 NFE文件编写规则95

2.2.1 DEFI信息段95

2.2.2 COEF信息段96

2.2.3 EQUATION信息段96

2.2.4 SOLUTION信息段99

2.2.5 插入Fortran源程序100

2.2.6 END结束符100

2.3 NFE算法库101

2.3.1 ell…nfe101

2.3.2 nell…nfe102

2.3.3 parb…nfe104

2.3.4 par…nfe105

2.3.5 nparb…nfe105

2.3.6 npar…nfe108

2.3.7 wave…nfe110

2.3.8wavev…nfe111

2.3.9 newmark…nfe112

2.3.10 waveexp…nfe114

2.3.11 nwave…nfe115

2.3.12 nnewmark…nfe118

2.3.13 nwaveexp…nfe120

2.3.14 str…nfe121

2.3.15 nstr…nfe122

2.3.16 hypls…nfe122

2.3.17 cbsexp…nfe124

第3章 多场耦合有限元算法描述语言125

3.1 GCN文件编写125

3.1.1编写方式125

3.1.2举例说明126

3.2 GCN库127

3.3 MDI文件编写127

3.3.1编写方式127

3.3.2举例说明128

第4章 元件化程序设计方法130

4.1有限元程序结构与元件化程序设计方法130

4.1.1程序结构130

4.1.2元件化程序设计方法131

4.2五个元件程序136

4.2.1 START元件程序137

4.2.2 BFT元件程序145

4.2.3 E元件程序152

4.2.4 SOLV求解器165

4.2.5 U元件程序188

第5章 有限元数据结构194

5.1有限元计算输入数据组成简述194

5.1.1输入数据形式194

5.1.2表格文件读写格式194

5.2单场问题有限元输入数据195

5.2.1坐标数据表格195

5.2.2节点规格数表格195

5.2.3指定节点位移和节点载荷信息表格196

5.2.4初始值表格196

5.2.5 单元信息数据197

5.3有限元输入数据显示和查询198

5.4 PRE文件198

5.4.1线性稳态例子199

5.4.2 非线性瞬态例子202

5.4.3多场耦合例子209

5.4.4 PRE文件自动编写与修改216

5.5计算结果图形显示POS文件217

下篇 应 用篇221

第6章 固体力学221

6.1线弹性小变形221

6.1.1静态问题有限元语言程序221

6.1.2时间离散采用速度法格式波动问题有限元语言程序233

6.1.3时间离散采用Newmark格式波动问题有限元语言程序244

6.2弹塑性小变形256

6.2.1静态问题位移作为求解未知量的有限元语言程序256

6.2.2静态问题位移和λ联立求解的有限元语言程序282

6.2.3采用非关联流动法则理论文本298

6.3线性黏弹性小变形300

6.3.1 GCN文件300

6.3.2 MDI文件300

6.3.3位移计算程序301

6.3.4应力计算程序308

6.4线弹性有限变形316

6.4.1 GCN文件316

6.4.2 MDI文件317

6.4.3位移计算程序317

6.4.4应力计算程序324

6.5刚塑性334

6.5.1稳态问题有限元语言程序334

6.5.2动态问题有限元语言程序345

第7章Navier-Stokes方程358

7.1稳态混合有限元语言程序359

7.1.1 GCN文件359

7.1.2 MDI文件359

7.1.3速度和压力计算程序359

7.2稳态有限体积法语言程序365

7.2.1 GCN文件365

7.2.2 MDI文件366

7.2.3速度和压力计算程序366

7.3瞬态算子分裂法374

7.3.1最小二乘法有限元语言程序374

7.3.2 CBS方法有限元语言程序388

第8章 达西流398

8.1无压渗流问题有限元语言程序398

8.1.1 GCN文件398

8.1.2 MDI文件398

8.1.3水头计算程序399

8.1.4压力计算程序402

8.2油水两相渗流问题有限元语言程序408

8.2.1黑油模型油水两相基本方程408

8.2.2求解算法流程409

8.2.3 GCN文件410

8.2.4 MDI文件410

8.2.5 油相压力计算程序411

8.2.6饱和度计算程序415

8.2.7束缚水和残留油处理425

第9章 电磁场434

9.1二维电磁场434

9.1.1电流场434

9.1.2磁场446

9.1.3时谐场459

9.2三维电磁场474

9.2.1静态场474

9.2.2时谐场492

第10章 结构力学511

10.1桁架结构511

10.1.1二维问题有限元语言程序511

10.1.2三维问题有限元语言程序516

10.2梁结构522

10.2.1二维问题有限元语言程序522

10.2.2三维问题有限元语言程序528

10.3板壳结构535

10.3.1二维Adini板单元有限元语言程序536

10.3.2三维Adini板单元有限元语言程序540

10.3.3二维Mindlin板单元有限元语言程序549

10.3.4三维Mindlin板单元有限元语言程序554

10.4空间梁板组合结构有限元语言程序563

10.4.1 GCN文件563

10.4.2 MDI文件563

10.4.3位移与转角计算程序564

10.4.4组合结构structure文件564

第11章 温度场566

11.1稳态问题有限元语言程序566

11.1.1 GCN文件566

11.1.2 MDI文件566

11.1.3温度计算程序567

11.1.4热流计算程序569

11.2瞬态问题有限元语言程序572

11.2.1 GCN文件572

11.2.2 MDI文件573

11.2.3温度计算程序573

11.2.4热流计算程序576

附录A插值函数与单元类型580

A.1一维L agrange单元580

A.1.1一维线性单元580

A.1.2一维二次单元581

A.2二维Lagrange单元582

A.2.1 4节点矩形单元582

A.2.2 9节点矩形单元583

A.2.3 8节点矩形单元585

A.2.4 3节点三角形单元585

A.2.5 6节点三角形单元586

A.3三维Lagrange单元587

A.3.1 8节点六面体单元588

A.3.2 27节点六面体单元588

A.3.3 20节点六面体单元590

A.3.4 4节点四面体单元591

A.3.5 10节点四面体单元591

A.3.6 6节点三棱柱单元592

附录B等参单元594

B.1自然坐标为直角坐标积分变换597

B.2自然坐标为面积坐标积分变换599

附录C数值积分601

C.1高斯积分601

C.2节点积分603

附录D有限元语言术语总汇606

附录E有限元语言关键字总汇608

附录F符号表612

参考文献616

索引617