Ich möchte gerne mit den partiellen Differentialgleichungen etwas experementieren. Im speziellen die Wärmegleichung im 2 dimensionalen. Was gibt es dazu aus der Open Source Gemeinde? Idealerweise hat jemand eine Art howto dazu, mit welchen Programmen bekommt man die meshes? Wie werden die Raumeigentschaften auf das genereirte Netz vergeben und schliesslich wie gelöst. grüsse
Open Source ? Interessante Idee. Ich wuerd erwarten, dann man das Mesh mit demselben Programm macht, mit dem man die Geometrie eingibt. Muss aber nicht sein. Dann muss man die Geometrie mit einem Standardformat rueberziehen koennen. Das Mesh zu bearbeiten macht Sinn sobald man Rechenzeit sparen kann. So ein System braucht natuerlich etwas an Einarbeitungszeit bis man vernuenftig vorwaerts kommt.
Hallo Daniel, mein Lieblingsprogramm ist Ansys 11 Multiphysics. Mit dem kann man die einfachen Probleme erschlagen und erst mal ein grundlegendes Gefühl für die FEM-Berechnungen bekommen. Es deckt unter anderem die Bereiche: Machinenbau, Elektrotechnik, Strömungstechnik usw. ab. Allerdings ist das Programm nicht gerade billig, glaube ab 10.000,- aufwärts und Zusatzmodule kosten extra. Da kann man je nach Aufgabenstellung locker über 25.000,-EUR kommen, was aber bestimmt nicht Dein Ziel ist. Der Vorteil solcher "bewährten" Progamme sind die Schnittstellen. Du zeichnest z.B. in Pro_E die Geometrie und importierst die in dein FEM-Programm. Dort generierst Du das Netz(Meshing) und setzt die Randbedingungen(Kräfte, Lager, Temperaturen, Materialeigenschaften....). In dem Solver werden die Berchnungen durchgeführt und dann im Preprcessor graphisch dargestellt. Natürlich ist es möglich in jedem mir bekanntem Programm die Geometrie selbst erstellen und das ist bei einfachen Modellen auch von Vorteil. Du lernst wie das Programm die Geometriedaten verarbeitet und kannst später beim Zeichnen eventuellen Fehlerquellen entgegenwirken. Nun zu Deinem Mesh-Problem: Für eine realistische Berechnung spielt die Vernetzung der Oberfläche / Volumen eine wesentliche Rolle. Dieses Netz wird dann später mit den Elementen, welche die Materialeigenschaften enthalten, gefüllt. So lange es möglich ist, setzt man im 2D die "4-Ecks-Elemente" ein und im 3D die Quader. Warum? Ganz einfach, schau mal nach was für einen Wert der cos/sin bei 90°(Eckenwinkel) annimmt. 0 oder 1, das sind glatte Zahlen ohne Rundungsfehler. In meiner letzten Berechnung(Cargolifter-Tür für AirBus-380 mit Patran) waren es ca. 21_Mio Elemente. Alle Elemente sind untereinander abhängig, die Rundungsfehler(=Genauigkeit der Berechnung) spielen dort kräftig mit und verfälschen extrem das Ergebnis. Daran kranken die meisten automatischen Mesh-Programme. Nicht immer ist die Geometrie schön rechteckig. Gerade bei Kurvenformen schalten dann diese Programme auf 3-Ecks-Elemente um, damit die "Hohlräume" aufgefüllt werden. Hier sind Eck-Winkel <15° keine Seltenheit. Die mathematischen Konsequenzen dürften nun wohl bekannt sein. Bei dem AirBus habe ich z.B. erst alles automatisch mit Quadern füllen lassen und dann die Hohlräume mit der Hand nachgearbeitet. Die Vorgehensweise ist so ähnlich wie bei Autorouting in Eagle. Man schaut was der Computer vorschlägt und modifiziert dies nach seinen Vorstellungen. Ich habe schon genügend Berechnungen gesehen wo die Geometrie einfach mit Auto-Meshing gefüllt wurde. Die Berechnungen kann man dann getrost im Mülleimer entsorgen, denn zu ca. 80% sind diese absolut nicht mit der Realität vereinbar. Wird nun ein Projekt in viele Teilprojekte zerlegt, ein Team berechnet nur die Türen, eines die Fenster, eines den Rumpf, eines den ... und alle produzieren Fehler, werden bei dem Assemblen des Projektes alle Fehler summiert. Manchmal wundere ich mich warum es trotzdem funktioniert, zum Glück gibt es ja Praxistests. Dort bekommen manche Rechen-Ings ganz schön große Augen und können nicht schnell genug in Deckung gehen. Ja wie immer im Leben: Man muss schon wissen was man tut und sich nicht blind auf den Rechner verlassen. Der ist nämlich dumm und kann nur das Berechnen was ihm der Programmierer eingibt. Lange Rede kurzer Sinn -> um das Meshing-Problem zu verstehen erst von Hand meshen und später mit Auto-Mesh arbeiten. Im Open-Source Bereich kenne ich mich nicht aus und vermute das die Vorgehensweise von den Standardprogrammen in der Industrie abweicht. Wenn Du an einer techn. Einrichtung studierst, ist dort immer ein FEM-Programm für die Studenten zugänglich. In der Regel Ansys mit vollem Funktionsumfang aber limitiert auf 500 Elemente / Knoten. Ansys selber bietet auch Studentenlizensen an, jedoch mit den gleichen Beschränkungen. Dies soll die Verbreitung von Ansys fördern, denn im FEM-Bereich tobt ein Kampf, der dem Sieger gute Gewinne verspricht. Man arbeitet sich nicht schnell mal in irgend ein FEM-Programm ein, sondern erst im Laufe der Jahre lernt der Berechner alle Möglichkeiten / Kniffe eines solch komplexen Programmes kennen. So Patenkinder sind auf -> mache Schluss! Gruss Stevko (der zum Glück kein Berufs-FEM'ler ist)
http://www.caelinux.com/CMS/ Speziell zur visuelen Auswertung von Simulationen und messdaten gibt es gute open source Programme. Opendx, Paraview usw. Im prinzip machst du das mit Opensource lösungen so: zuerst mesch mit einem Program, dann mit einem anderen Paket die Simulstion, und dann die Auswertung. wenn man alles in einem Paket haben will wird es z.b. mit ansys recht teuer
Hallo aaa, Stevko und mec, Danke für die Tipps! @Stevko Danke für die sehr ausführliche Darstellung, quasi aus erster Hand. Die Zerlegungstricks (Vermeidung bestimmter Winkel) sind mir neue gewesen. Auf die numerisch erzeugte Ungenauigkeit bin ich auch vorher aufmerksam geworden. Damals ging es aber um die Stepweite einer Grösse bei der Simulation. Sinngemäss gibt es dabei einen Trade off zwischen kleinst möglichen Schrittweite und den dabei zunehmenden nummerischen Rundungsfehlern. Was mich interessieren würde, ob diese Tools (kommerzielle und supateuere ;) eine max. Fehlerabschätzung mitintegrieren? @mec OpenFoam sieht gut aus, ich werd mir auf jeden Fall die Doku anschauen. BTW: Kennt jemand von euch Modelica? Ich habe in Dymola einfache Schaltsysteme modelliert, aber die Modelle haben dort nur Zeit als Variable. Die Erweiterung um partielle DGL ist aber geplant. grüsse
Ich hab mal mit CST Microwave Studio gearbeitet. Ein integriertes Packet fuer Geometrie, Feldberechnungen und Visualisierung. Die Geometrieeingabe ist stark verbesserungswuerdig, die Visualisierung auch. Dafuer ist die Berechnung weltspitze. Kostet einen 45er. Ich hab mal mit einem Fluiddynamik packet gearbeitet. Dabei wurde die Geometrie mit Katia erstellt. Katia ist super, kostet aber auch ein 40er oder so. Dann kam ein unabhaengiges Mesher Tool, und dann wurde alles an das Solver Tool uebergeben. Alles unabhaengige Packete. Alle Packete, inkl. Microwave Studio, hatten gemeinsam, dass es viele Parameter einzustellen gab, die man alle Lernen musste. Da ist nichts mit mal eben eine Simulation durchzulassen. Unter drei Monaten Einarbeitungszeit ist nichts. Und unter einem, zwei Monaten pro Jahr damit zu arbeiten ist auch nichts.
Interessant sind auch: gmsh http://geuz.org/gmsh/ getdp http://geuz.org/getdp/ aber man muss wissen was man tut - leider benötigt der getdp solver 'handarbeit' Grüße
Das hier funktioniert sehr gut: http://z88.uni-bayreuth.de/ Man muss bloß etwas Aufwand betreiben, um die Eingabedateien zu erzeugen und die Ausgaben auszuwerten.
FlexPDE von pdesolutions ist auch sehr gut und hat gegenüber von Ansys den Vorteil, dass man in der Wahl des Lösungsweges flexibler ist. Auch preiswerter ist es, kostet doch die Vollversion (3-D) lediglich knapp 2000 US$ und die ist dann auch zeitlich unbegrenzt im Gegensatz zu Ansys, dass ja immer "nur" jährlich gilt. Auch die Knotenanzahl ist bei FlexPDE unbegrenzt bzw. was der Speicher hergibt www.pdesolution.com
openfoam? Zumindest hier im Hause sind einige damit am zaubern. Allerdings - wie schon geschrieben - ohne lange Einarbeitung geht es nicht. Wenn du die Therorie nicht verstehst, so kannst du die Ergebnisse nicht interpretieren. Kennst du das Programm nicht so weisst du nicht, welche Knackpunkte auf jeden Fall vermieden werden müssen. Jedes Programm hat hier seine eigenen Macken. cu, mz
Hi, ich bin neu hier. ich habe ein CST-Design und ich sollte Den einfluß der mechanischen Einwirkung mit der FEM simulieren. Habt ihr ne Idee. Danke
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